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目的:本研究制备负载黄芩素的血清外泌体(Exo+Bai),从而提高黄芩素的生物利用度、体内循环的稳定性并促进黄芩素的血脑屏障穿透,进一步探索Exo+Bai在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用以及血清外泌体大脑递送的可能作用靶点,旨在为载药外泌体治疗缺血性脑卒中的临床应用提供基础数据,揭示黄芩素外泌体治疗缺血性脑卒中的潜在机制。方法:首先,通过超速离心法对SD大鼠来源的血清进行外泌体的提取,采用透射电子显微镜(TEM)观察外泌体的形貌,纳米粒子跟踪分析(NTA)外泌体的粒径分布和蛋白质印迹(Western bolt)表征外泌体表面标志蛋白CD81和Alix。其次,对外泌体加载黄芩素的方法进行研究,采用超声法和共孵育法制备Exo+Bai,通过超速离心进一步提纯Exo+Bai并利用TEM、NTA和Western bolt进行表征鉴定。使用Nano Drop One超微量分光光度计通过紫外-可见分光光度法进行黄芩素包封率的分析。然后,使用活体成像系统对DIR荧光染料标记的外泌体在大脑中动脉阻塞(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型小鼠体内的代谢分布情况进行考察。最后,对Exo+Bai在MCAO模型小鼠中的神经保护作用进行初步探究,采用TTC染色测定脑梗死体积;Zea-Longa’s法行神经功能评估;Western bolt检测Exo+Bai对MCAO模型小鼠皮层脑组织凋亡和氧化应激相关蛋白表达水平的影响。结果:本研究成功制备了血清外泌体并加载黄芩素,TEM、NTA和Western bolt的结果表明成功制备Exo+Bai。紫外分光光度法的结果显示黄芩素在270nm处有特征性吸收峰,测得超声法和共孵育法的黄芩素包封率分别为27.5%,6.9%,因此,超声法优于共孵育法。进一步使用DIR荧光染料标记外泌体,活体成像系统结果显示外泌体被尾静脉注射4 h左右会出现在小鼠脑内并且有较强的荧光信号,并在8 h前后达到高峰,外泌体可以作为递送载体到达脑组织。之后,通过尾静脉向小鼠注射Exo+Bai,发现其能显著改善脑梗死体积(P<0.01)和神经行为学评分(P<0.05)。最后,在蛋白表达水平对Exo+Bai的神经保护作用进行探究,发现Exo+Bai通过上调Prdx2蛋白的表达,并改善凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2的表达。体内实验结果表明,Exo+Bai提高了黄芩素对缺血性脑卒中的治疗效果。结论:本研究通过制备负载黄芩素的血清外泌体,证明了外泌体作为药物载体的可行性,为药物的安全高效递送和靶向递送提供了一些基础数据。Exo+Bai显著改善MCAO模型小鼠的脑梗死体积和神经行为学评分,其机制可能是通过上调Prdx2蛋白的表达,减轻氧化应激损伤,并改善凋亡相关蛋白Bax/Bcl-2的表达,进而发挥对脑缺血再灌注损伤的神经保护作用。Exo+Bai可能成为未来缺血性脑卒中有效治疗的药物递送系统。