鼻内递送DPSC来源小细胞外囊泡包裹根皮苷改善帕金森病大鼠模型非运动和运动缺陷并促进神经发生

《Stem Cell Research & Therapy》：Intranasal delivery of DPSC-derived small extracellular vesicles-encased phloroglucinol attenuates non-motor and motor deficits and promotes neurogenesis in an in vivo rat model of Parkinson’s disease

本研究针对帕金森病(PD)治疗中多酚类抗氧化剂血脑屏障(BBB)穿透性差的问题，开发了牙髓干细胞(DPSC)来源小细胞外囊泡(sEV)包裹根皮苷(Phl)的新型递送系统。通过鼻内给药途径，sEV-Phl能有效靶向中脑黑质区，显著改善MPTP诱导的PD大鼠模型的运动和非运动行为，减少神经炎症和氧化应激，并促进多巴胺能神经元存活和神经发生，为PD治疗提供了非侵入性双效治疗新策略。

　　

帕金森病是一种常见的神经退行性疾病，其主要特征是黑质致密部(SNpc)多巴胺能(DA)神经元的进行性丧失。尽管目前有左旋多巴等药物治疗可以缓解症状，但长期使用会产生严重副作用，且无法阻止疾病进展。更为棘手的是，许多具有神经保护作用的抗氧化剂（如多酚类化合物）由于血脑屏障(BBB)的存在，难以有效到达大脑病变部位。

在这一背景下，细胞外囊泡(EV)尤其是小细胞外囊泡(sEV)成为了研究热点。这些纳米级的囊泡由细胞分泌，能够穿越血脑屏障，并具有天然的靶向性。特别是间充质干细胞(MSC)来源的sEV，不仅具有低免疫原性和良好的生物相容性，还继承了母细胞的免疫调节功能。其中，牙髓干细胞(DPSC)来源的sEV显示出特别的神经保护潜力。

研究人员创新性地将抗氧化剂根皮苷(phloroglucinol)封装到DPSC来源的sEV中，构建了sEV-Phl递送系统，并通过鼻内给药方式，在慢性MPTP诱导的帕金森病大鼠模型中系统评估了其治疗效果。这项研究首次探索了DPSC来源sEV作为根皮苷递送载体在帕金森病治疗中的应用价值。

研究团队采用了多项关键技术：从人牙髓干细胞中分离鉴定sEV，通过超声法将根皮苷封装入sEV，利用慢性MPTP大鼠模型建立帕金森病模型，采用鼻内给药方式进行治疗，通过行为学测试评估运动和非运动功能，利用免疫组织化学和免疫荧光技术分析多巴胺能神经元和神经发生情况，通过ELISA检测神经递质和炎症因子水平，运用近红外成像追踪sEV体内分布。

sEV-Phl与SH-SY5Y细胞的关联及其在6-OHDA应激下降低ROS水平

研究发现，sEV-Phl能够有效被SH-SY5Y细胞摄取，并在6-OHDA诱导的氧化应激条件下显著降低细胞内ROS水平。共聚焦显微镜观察显示，PKH-26标记的sEV-Phl在细胞质内形成点状和簇状分布，与β-tubulin III具有良好的共定位。

sEV-Phl鼻内给药后在MPTP帕金森病大鼠中与多巴胺能神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞的关联

体内实验表明，鼻内给予的PKH-26标记的sEV和sEV-Phl能够有效到达中脑黑质区，并与酪氨酸羟化酶(TH)阳性神经元、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性星形胶质细胞和离子钙结合适配器分子1(IBA1)阳性小胶质细胞发生关联。特别是在疾病早期，sEV更倾向于与小胶质细胞结合。

趋化因子受体表达及sEV-Phl对神经炎症和脂质过氧化的影响

流式细胞术分析显示，DPSC及其来源的sEV均表达CXCR4趋化因子受体，这可能是sEV能够靶向炎症部位的重要原因。sEV-Phl治疗显著降低了MPTP诱导的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达上调和脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平，表明其具有强大的抗炎和抗氧化作用。

sEV-Phl对行为学参数的影响

行为学测试结果显示，sEV-Phl治疗显著改善了帕金森病大鼠的嗅觉辨别能力、神经传导速度、旋转棒性能、旷场活动和自发活动。这些改善在治疗早期即可观察到，且sEV-Phl组的效果优于单纯sEV治疗组。

sEV-Phl对黑质多巴胺能神经元的影响

免疫组织化学分析显示，sEV-Phl治疗显著增加了黑质区TH阳性神经元的数量和强度，表明其对多巴胺能神经元具有保护作用。这种保护作用在治疗第一周即可观察到，且持续至第四周。

sEV-Phl对黑质区神经发生的影响

通过Ki67、FOXA2和BrdU标记检测，研究发现sEV-Phl治疗促进了黑质区的神经发生。共聚焦显微镜观察显示，治疗组黑质区存在大量Ki67⁺TH⁺和FOXA2⁺TH⁺双阳性细胞，表明有新生的多巴胺能神经元产生。

sEV-Phl对中脑多巴胺、GABA、去甲肾上腺素和乙酰胆碱含量的影响

ELISA检测结果显示，sEV-Phl治疗恢复了MPTP引起的多巴胺和去甲肾上腺素水平降低，并调节了γ-氨基丁酸(GABA)和乙酰胆碱的不平衡。这种神经递质水平的正常化与行为学改善密切相关。

sEV-Phl在MPTP大鼠中的生物分布

近红外成像显示，鼻内给予的sEV-Phl主要分布在脑部，特别是在中脑区域有较强的信号积累。在周围器官中，肾脏的信号最强，表明sEV-Phl主要通过肾脏途径排泄，不会在其他器官中长期积累。

这项研究首次证明了DPSC来源的sEV作为根皮苷递送载体的可行性，以及鼻内给予sEV-Phl在帕金森病治疗中的显著效果。sEV-Phl不仅能够有效穿越血脑屏障，靶向病变部位，还能同时发挥抗氧化、抗炎和促进神经发生的多重作用。这种联合治疗策略克服了传统抗氧化剂生物利用度低的问题，为帕金森病的治疗提供了新的思路。

更重要的是，该研究揭示了sEV-Phl促进黑质区神经发生的机制，这为神经退行性疾病的再生治疗提供了重要依据。通过调节神经递质平衡、减轻神经炎症和氧化应激，sEV-Phl能够从多个层面干预帕金森病的病理进程，展现出综合治疗的优势。

未来研究需要进一步优化sEV的药物负载工艺，阐明sEV介导的药物递送机制，并评估sEV基疗法在临床环境中的长期疗效和安全性。这项工作的成功为开发基于sEV的神经退行性疾病治疗策略奠定了坚实基础，具有重要的临床转化价值。