【摘 要】
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源于间充质干细胞的外泌体对于心肌梗死的治疗显示出了巨大潜力,micro RNA(miRNA)作为外泌体的关键成分之一,发挥着重要的治疗作用。但是体内不稳定性和较低的细胞摄取效率成为目前miRNA疗法的主要障碍。为了解决这些问题,间充质干细胞膜封装策略可以赋予纳米材料血液长循环和心肌细胞靶向的能力,以实现miRNA的高效递送并有效改善心脏功能。本论文围绕干细胞膜伪装的纳米复合物的合成、性能以及在细胞
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源于间充质干细胞的外泌体对于心肌梗死的治疗显示出了巨大潜力,micro RNA(miRNA)作为外泌体的关键成分之一,发挥着重要的治疗作用。但是体内不稳定性和较低的细胞摄取效率成为目前miRNA疗法的主要障碍。为了解决这些问题,间充质干细胞膜封装策略可以赋予纳米材料血液长循环和心肌细胞靶向的能力,以实现miRNA的高效递送并有效改善心脏功能。本论文围绕干细胞膜伪装的纳米复合物的合成、性能以及在细胞层面和动物层面对心肌的保护行为进行一系列研究,主要研究工作归纳如下:第1章,概述了miRNA在心肌梗死治疗中的进展以及细胞膜封装技术的发展,为本课题的研究内容提供理论基础。第2章,利用骨髓间充质干细胞膜包裹载有miRNA的介孔氧化硅纳米颗粒,合成了一种新型的仿生纳米材料(CM-miR-MSN)。该材料呈核壳结构,粒径约为110 nm,且表面的干细胞膜完整并保留相关功能蛋白。CM-miR-MSN能够高效吸附miRNA并具有良好的生理稳定性和生物相容性。通过在体外模拟细胞内环境,验证了材料可以实现miRNA的有效释放。第3章,对CM-miR-MSN在细胞水平的治疗效果展开研究。首先验证了骨髓间充质干细胞膜的特异性靶向和躲避巨噬细胞清除的能力。共聚焦显微镜观察到CM-miR-MSN被心肌细胞内化后能够成功实现溶酶体逃逸和miRNA释放。以PDCD4和PTEN作为治疗靶点,通过qRT-PCR和蛋白质印迹实验分别在m RNA和蛋白质水平验证了材料的基因沉默效率高达70%。最后通过活死染色和细胞凋亡实验综合评估了其对心肌细胞在缺氧条件下的保护作用。第4章,对CM-miR-MSN在动物水平的心脏修复效果展开研究。通过心脏短轴M型超声测试证明CM-miR-MSN对小鼠心梗后的心脏搏动能力有很好的恢复作用。心脏切片的马松染色和免疫组化结果证明CM-miR-MSN可以有效减小梗死面积,促进心肌的生长活性,在心肌梗死后具有显著的心脏修复功能。同时,CM-miR-MSN对其他器官没有毒副作用,具有体内安全性。最后一章对本论文进行了总结和展望。本工作合成的CM-miR-MSN能够实现miRNA的精准高效递送,对心脏功能的修复表现出积极作用,有望应用于组织工程、药物递送、疾病诊断等相关领域。
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