英文原题：NanomedicineDirectsNeuronalDifferentiationofNeuralStemCellsviaSilencingLongNoncodingRNAforStrokeTherapy
通讯作者：帅心涛，中山大学材料科学与工程学院；沈君，中医院；
作者：BinglingLin(林冰玲),LiejingLu(卢烈静),YongWang(王勇),QinyuanZhang(张钦媛),ZheWang(王喆),GuanxunCheng(成官迅),XiaohuiDuan(段小慧),FangZhang(张芳),MingweiXie（谢明伟）,HongboLe(乐洪波）,XintaoShuai(帅心涛),JunShen(沈君)
缺血性脑梗死，是严重威胁人类健康的常见病和多发病,其致残率和致死率高，给家庭和社会带来沉重的负担。神经干细胞（neuralstemcells，NSCs）移植是脑梗死治疗的新策略。然而，移植到脑内的NSCs仅有极少数才能分化为神经元以发挥神经组织替代的修复作用。神经元定向分化能力受限严重影响了NSCs对脑梗死的治疗效果。因此，开发促进移植神经干细胞向神经元分化的纳米药物具有十分重要的应用价值。Pnky是参与NSCs分化调控的关键长链非编码RNA（longnon-codingRNA,lncRNA），是提高NSCs移植后向神经元分化的潜在新靶点。本课题设计、合成一种MRI可视化纳米药物（Pnky-SPIO-PALC），将疏水性的超顺磁性氧化铁（superparamagneticironoxide,SPIO）纳米颗粒负载在胶束内核，将靶向Pnky的小干扰RNA/反义寡核苷酸（smallinterferencingRNA/antisenseoligonucleotides,siRNA/ASO）混合物复合于胶束表面，在利用SPIO磁性标记干细胞进行移植后干细胞的活体动态监测的同时，可下调Pnky水平促进NSCs向神经元定向分化，从而提高其修复脑梗死的效果，示意图如图1。图1.纳米药物用于移植干细胞示踪及提高干细胞治疗效果示意图。首先，作者合成和制备了负载siRNA/ASO的纳米药物，并检测了纳米粒子的形貌、粒径、电位、铁含量与T2弛豫率等表征（图2）。随后，作者进一步检测纳米药物体外标记NSCs的最佳转染条件、转染效率及安全性。纳米粒子体外标记NSCs后，siRNA/ASO及SPIO能在低浓度、短时间内为NSCs高效摄取（图3），且转染后NSCs的细胞增殖活性、凋亡率及多向分化潜能均不受影响（图4）。图2.纳米药物的表征。（a）凝胶阻滞电泳显示N/P≥7时，siRNA/ASO可完全被纳米胶束复合。（b)体外MRI显示纳米胶束复合siRNA/ASO后的T2弛豫率与复合前无明显变化。（c，e)电镜显示纳米胶束及纳米药物的形貌。（d，f)纳米胶束及纳米药物的粒径大小及分布变化。图3.NSCs对纳米药物的摄取情况。（a）普鲁士蓝染色示标记细胞浆内有明显的蓝染颗粒。（b）透射电镜示SPIO聚集在胞浆内。（c）荧光显微镜下可观察到NSCs弥漫出现明显的绿色荧光。（d）转染率高达95.88±1.10%。（e）溶酶体染色示带绿色荧光的siRNA/ASO位于NSCs溶酶体内。图4.纳米药物下调Pnky的效率及安全性。（a）RT-PCR示转染后24h，Pnky-SPIO-PALC组的PnkylncRNA的水平下降了63.2%。（b,c）Pnky-SPIO-PALC组、SCR-SPIO-PALC转染组与空白对照组细胞的凋亡率、增殖活力差别均无统计学意义。(d)转染Pnky-SPIO-PALC不影响Nestin的表达；转染后的NSCs仍具有干性，可在体外诱导下多向分化。(SCR，scramblesiRNA)随后作者检测了纳米药物在体外促进NSCs向神经元分化的效果，并进一步通过局灶性脑梗死模型研究纳米药物于体内促进移植干细胞向神经元分化的效果。体内外研究结果均表明，Pnky-SPIO-PALC标记的NSCs向神经元分化比例高于对照组（图5）。标记后的移植干细胞可被MRI示踪，于T2WI及T2*WI图像上呈明显低信号，持续至第4周仍可被MRI探测，同时，通过神经功能评分、脑梗塞体积证实Pnky-SPIO-PALC具有很好的治疗效果（图6）。图5.纳米药物下调Pnky促进NSCs向神经元分化。（a）免疫荧光染色示，标记的NSCs在体外向神经元分化比例为高于空白对照组及阴性对照组。（b）体内实验设计示意图。（c，d）免疫荧光染色示，标记的NSCs移植至脑梗塞灶后第2周及第4周，在体内向神经元分化比例高于对照组。图6.MRI体内示踪NSCs及纳米药物的体内治疗效果。（a）T2*WI成像示标记细胞均呈明显低信号，持续至第4周。（b）梗塞灶于T2WI图像上呈稍高信号，标记细胞呈团状低信号。（c）脑梗塞体积、（d）神经功能评分均表明Pnky-SPIO-PALC纳米药物对促进NSCs治疗作用具有良好的效果。本研究首次报道了靶向lncRNA调控神经干细胞分化命运的纳米药物用于缺血性脑梗死的治疗，提供了一种有效的脑梗死治疗策略，为多功能纳米药物应用于临床脑梗死治疗提供了理论依据，具有良好的应用前景。本研究的相关结果近期发表于NanoLetters。该研究得到了广东省重点领域研发计划项目、广东省高等学校珠江学者基金项目、国家自然科学基金项目、广东省医学科学技术研究基金的资助。原文（扫描或长按