工程化MSC-EVs负载BDNF增强型神经肽通过鼻内递送促进脑卒中后神经再生

本研究针对脑卒中后神经再生难题，开发了通过非破坏性方法负载BDNF增强型神经肽的间充质干细胞外泌体(MSC-EVs)新型递送系统。研究人员采用临床级3D生物工艺规模化生产高纯度MSC-EVs，通过被动孵育实现神经肽高效封装，保持外泌体结构完整性的同时显著提升脑源性神经营养因子(BDNF)表达。动物实验证实鼻内给药的MSC-EV-NPs可穿越血脑屏障，通过激活CREB磷酸化通路减少梗死面积、改善神经元存活。该研究为神经退行性疾病治疗提供了符合MISEV2023指南的下一代靶向治疗方案。

　　

在神经退行性疾病治疗领域，脑卒中后神经功能修复始终是重大挑战。虽然脑源性神经营养因子(BDNF)具有促进神经元存活和突触可塑性的潜力，但其大分子特性导致血脑屏障(BBB)穿透困难、体内半衰期短。传统给药方式如直接脑内注射创伤大，而单纯神经肽虽分子量小却易被蛋白酶降解。间充质干细胞外泌体(MSC-EVs)因其天然BBB穿透能力和生物相容性成为理想载体，但如何在不破坏外泌体结构的前提下高效负载治疗性物质仍是技术瓶颈。这项发表在《Journal of Nanobiotechnology》的研究，开创性地将超短神经肽与临床级MSC-EVs结合，为神经再生医学提供了突破性解决方案。

研究团队采用三大关键技术：1)基于3D微孔阵列的生物反应器实现临床规模MSC-EVs生产；2)通过位置扫描合成肽组合库(PS-SPCL)筛选出2-3个氨基酸的BDNF增强型超短神经肽(NP-8)；3)采用被动孵育法负载神经肽，结合STORM超分辨显微镜验证封装拓扑结构。所有实验均遵循国际细胞外囊泡学会(MISEV)2023指南，使用健康志愿者捐赠的脐带华通胶(WJ)来源MSCs。

EV表征

透射电镜显示MSC-EVs呈典型圆形，粒径116.5±1.4 nm，高表达CD63/CD9等标志物。STORM成像揭示其空心球状结构，膜间距84 nm，而HEK293来源EVs(HEK-EVs)膜信号密度较低(图1)。

药物负载验证

对比电穿孔等主动负载方法，被动孵育对NP-8的封装效率达82%，且保持zeta电位稳定。STORM三维重构显示神经肽定位于EVs腔室而非膜表面(图4)，而全长BDNF主动负载会导致膜结构破坏(图5D)。

细胞摄取与神经再生

SH-SY5Y细胞实验显示MSC-EV-NPs组CREB磷酸化水平较游离肽提高3倍，神经突长度增加2.1倍(图6)。在缺氧模型中，MSC-EV-NPs使神经元存活率提升65%，效果显著优于HEK-EVs(图7)。

体内靶向递送

近红外成像证实鼻内给药30分钟后，MSC-EV-NPs在嗅球、海马体富集(图9)。卒中模型显示治疗组梗死体积减少58%，BDNF表达上调4.3倍，伴随CREB通路持续激活(图10)。

该研究首次建立符合临床转化要求的神经肽-EV载药平台，突破性地证明：1)超短神经肽可规避传统BDNF疗法的药代动力学缺陷；2)MSC-EVs的"双效"机制——既作为递送载体，又通过内源miRNAs协同增强神经保护；3)鼻内给药实现无创脑靶向。这些发现为卒中、阿尔茨海默病等神经系统疾病的治疗开辟了新途径，其3D生物工艺和STORM质控体系也为外泌体药物标准化生产提供范本。未来研究需进一步优化长期稳定性，并探索更多可被动负载的小分子神经活性物质。