对于以帕金森病为典型的神经退行性疾病,目前治疗方法的瓶颈在于无法缓解多巴胺能神经元退行性病变进程。对于有望逆转神经元退行性病变的药物如基因药物和化学药物,其脑部递送存在以下共性关键科学问题:单一效果不佳,药物组织渗透差,病灶富集低,可控释药难及难以示踪。现有用于脑疾病研究的纳米药物主要依赖于血脑屏障(BBB)的简单渗透或靶向神经元(例如使用CPP和其他肽)的开发。然而,由于大脑生理机能复杂且药物传递障碍是连续的,因此这些单一的传递步骤解决方案通常不具有高效性。因此,通过合理设计实现脑部组织的高效药物富集是脑部疾病药物递送的难点。基于此,我们构建了一种CT可视化金纳米颗粒基因-化药联合递送体系。该体系可实现药物脑部高效富集和协同治疗,具体内容如下:(1)该体系实现了药物的级联靶向:通过细胞穿透肽B6介导纳米颗粒通过血脑屏障渗透进入脑部组织,马吲哚介导纳米颗粒靶向神经元,显著提高药物在病灶的富集。(2)该体系实现了药物的可控释放:利用载体中硫醚键在H2O2响应下释放药物,实现载体在神经元内可控释药。(3)该体系实现了药物输递过程的可视化:在该Fe3+响应性金纳米颗粒造影剂内核的作用下,患病小鼠脑部CT区域有信号增强,提示纳米颗粒在脑部富集。在治疗效果方面,该联合给药纳米颗粒可发挥协同作用,有效改善帕金森病小鼠运动行为学特征,尤其在改善小鼠脑部黑质区多巴胺能神经元α-Syn蛋白和恢复小鼠脑部黑质区神经元数目等方面具有显著性作用。因此,该可视化靶向纳米系统可为缓解多巴胺能神经元退行性病变提供载体平台。针对现有传统合成递送系统存在天然免疫应答和入胞方式不佳等问题,外泌体因其血液循环的免疫惰性和膜融合入胞等优势被应用于脑部疾病的药物递送,但现有研究中外泌体难以实现将基因药物和化学药物同时高效递送至脑部病灶。因此,利用天然载体实现其携载药物在脑部组织的高效药物富集是脑部疾病药物递送的难点。本课题构建了外泌体涂层聚合物杂化联合递送纳米颗粒用于基因药物siSNCA和姜黄素协同治疗。主要方法由合成和组装过氧化氢响应的基因-化药聚合物载体,外泌体的分离和靶向多肽修饰以及复合物组装三部分组成。该体系可实现药物脑部高效富集,具体内容如下:(1)该体系实现了药物的脑部组织渗透和病灶富集:通过外泌体表面修饰的靶向多肽RVG介导纳米颗粒通过血脑屏障渗透进入脑部组织并靶向神经元,显著提高药物在病灶的富集;(2)该体系实现了药物的可控释放:利用外泌体膜融合作用,改善双载药聚合物内吞方式由内涵体途径转为膜融合途径,释放聚合物双载药内核于细胞质,载体内核中苯硼酸基团在H2O2响应下释放药物,实现载体在神经元内可控释药。在治疗效果方面:(1)上述高效递送优势可增强siSNCA和姜黄素协同治疗效果。(2)该体系在多种动物帕金森病模型治疗中获得良好效果:分别在MPTP诱导的帕金森病小鼠,纹状体内单侧注射α-Syn寡聚体帕金森病大鼠,纹状体内单侧注射α-Syn寡聚体帕金森病食蟹猴模型行为学改善中均发挥了积极作用。(3)本研究初步证实了该体系对T细胞免疫抑制作用,其可为研究未成熟树突状外泌体载体系统的治疗提供新思路。因此,本课题基于基因药物siSNCA和化学药物姜黄素对α-突触核蛋白聚集体清除的潜在协同作用,围绕基因-化学药物联合递送策略展开,构建了两种靶向递送体系:CT可视化金纳米颗粒基因-化药联合递送体系和外泌体涂层聚合物杂化联合递送纳米颗粒,实现了脑部疾病药物递送的联合给药,高药物组织渗透,高病灶富集,可控释药和可视化递送,解决了基因和化药在脑部的高效富集的难点,缓解了神经元退行性病变,为帕金森病靶向治疗提供前瞻性方案。