納米顆粒囊泡穿梭體由用于磁場誘導靶向的三氧化二鐵（Fe3O4）核心、二氧化硅（SiO2）外殼和與兩種抗體偶聯(lián)的刺激可裂解聚（乙二醇）（PEG）電暈組成（一種針對目標外泌體上的抗原，另一種靶向受體損傷細胞）。同時驗證了囊泡穿梭系統(tǒng)作為心肌梗死（MI）**的潛力。Fe3O4與SiO2殼被涂。SiO2殼不僅保護Fe3O4核的磁性不受酸性生物環(huán)境中鐵浸出的影響，而且能夠進一步用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTS）、巰基丙酸、水合肼和醛功能化的PEG進行逐步修飾。這些反應(yīng)步驟引入了pH可裂解的腙鍵、防污段（PEG）和醛基（CHO），得到設(shè)計的GMNPs。通過掃描電鏡、紅外光譜法、磁性測量以及X射線衍射等分析方法，測定合成的GMNPs物化性質(zhì)。

這種核-殼-電暈納米顆粒（GMNPs），就是Fe3O4與SiO2殼被涂。SiO2殼不僅保護Fe3O4核的磁性不受酸性生物環(huán)境中鐵浸出的影響，而且能夠進一步用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTS）、巰基丙酸、水合肼和醛功能化的PEG進行逐步修飾。這些反應(yīng)步驟引入了pH可裂解的腙鍵、防污段（PEG）和醛基（CHO），得到設(shè)計的GMNPs。通過掃描電鏡、紅外光譜法、磁性測量以及X射線衍射等分析方法，測定合成的GMNPs物化性質(zhì)。

囊泡穿梭體應(yīng)該同時具有捕獲外泌體和靶向心肌細胞的能力。為了證實這一點，通過醛基和抗體伯胺之間形成Schiff堿，將兩種類型的抗體（抗外泌體上抗原的抗CD63和針對MI區(qū)損傷心肌細胞的抗MLC）偶聯(lián)到醛功能化的磁性納米顆粒上。這些抗體（抗CD63和抗MLC）是根據(jù)抗小鼠Cy3-Red和抗兔異硫氰酸熒光素（FITC）二抗對GMNPEC而不是GMNPBSA（對照組，GMNP與牛血清白蛋白（BSA）結(jié)合）的特異性靶向作用進一步鑒定的。這直接表明抗CD63和抗MLC抗體均存在于GMNPEC表面。所有結(jié)果證實了囊泡穿梭體GMNPEC納米顆粒可以**地捕獲循環(huán)外泌體。

為了進一步證明外泌體捕獲和細胞靶向在GMNPEC中的整合，PKH67標記的外泌體與損傷的心肌細胞在GMNPEC或GMNPN存在的情況下共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)GMNPEC**增加鄰近損傷心肌細胞的外泌體數(shù)量。而GMNPN既不與損傷心肌細胞結(jié)合，也不與外泌體結(jié)合，表明雙抗體偶聯(lián)GMNPEC的結(jié)合作用具有特異性。為了進一步評價GMNPEC納米顆粒在體內(nèi)的整合損傷靶向和外泌體捕獲能力，將RhB標記的GMNPEC、GMNPEN或GMNPN注射到MI模型大鼠體內(nèi)。在注射期間和注射后，進一步給予大鼠磁場10 min。在GMNPEN處理組和GMNPEC處理組動物的梗死區(qū)同時觀察到特異性RhB熒光（紅色）和PKH67熒光（綠色）；非梗死（遠端）心肌中不存在GMNPEC納米顆粒也證實了結(jié)合特異性。這些結(jié)果表明，構(gòu)建的囊泡穿梭體具有特異性收集循環(huán)外泌體并根據(jù)需要將其轉(zhuǎn)運到梗死區(qū)的能力。

一旦GMNPEC將外泌體穿梭到梗死部位，GMNPEC納米顆粒被設(shè)計為釋放這些外泌體，協(xié)助其內(nèi)化以獲得**益處。為了證明此釋放行為，在模擬生理條件下（pH6.8為梗死環(huán)境，pH7.4為正常環(huán)境）評價了GMNPEC的外泌體釋放行為。這些結(jié)果證明了GMNPEC在一定條件下選擇性釋放身體指定區(qū)域捕獲的外泌體的潛力。同時發(fā)現(xiàn)，pH是觸發(fā)GMNPEC納米顆粒外泌體和抗體釋放的關(guān)鍵要求。為了進一步評估GMNPEC在梗死區(qū)（pH6.8）而不是正常組織（pH7.4）釋放外泌體的能力，將GMNPEC與預(yù)透析血清或PKH26標記的外泌體共同孵育，以捕獲外泌體，即形成了GMNPEC–EXO。隨后，通過磁性分離收集GMNPEC–EXO納米顆粒，然后在pH6.8或pH7.4的PBS緩沖液中37 °C孵育4h。結(jié)果表明，捕獲和釋放的過程并不影響外泌體的完整結(jié)構(gòu)。

為評價**作用，在MI模型大鼠中全身給予囊泡穿梭體，并按計劃測定**作用。結(jié)果顯示PBS、GMNPN和G′MNPEC**組的左心室射血分數(shù)進一步降低，但GMNPEC**組**改善。這些數(shù)據(jù)表明，GMNPEC收集和釋放的外泌體在GMNPEC產(chǎn)生的**效果中都具有必不可少的作用。免疫熒光染色顯示GMNPEC輸注促進血管生成，相比之下，在對照組、GMNPN或G′MNPEC處理組中，只有少數(shù)CD31 + 血管進入新形成的微血管網(wǎng)絡(luò)。這表明GMNPEC將外泌體轉(zhuǎn)移到梗死區(qū)，并引起血管的生長。這些結(jié)果表明，構(gòu)建的囊泡穿梭在MI模型中改善了心臟功能。

外泌體可以增強心肌的功能和促進血管生成。本研究構(gòu)建的囊泡穿梭方法，收集了循環(huán)外泌體，將其轉(zhuǎn)移到梗死區(qū)域并釋放它們以產(chǎn)生MI的**效果。與傳統(tǒng)的體外培養(yǎng)細胞外泌體給藥**策略的研究相比，體內(nèi)操作內(nèi)源性外泌體生物分布**MI的概念還可能應(yīng)用到其他疾病和過程，如**轉(zhuǎn)移。外泌體生物分布的操縱也可用于研究EV分布的生物學作用——操縱其他EV的生物分布，如微泡和凋亡小體，改變其在信號傳遞、細胞功能調(diào)節(jié)和組織穩(wěn)態(tài)維持中的作用。

抗CD63抗體與囊泡穿梭捕獲偶聯(lián)，并附著在內(nèi)源性循環(huán)外泌體上（i）。使用吸引磁性囊泡穿梭到梗死區(qū)域的外部磁體和靶向受損心肌細胞上MLC的結(jié)合抗MLC抗體雙重靶向GMNPEC（ii）。由pH < 6.8的梗死環(huán)境觸發(fā)的外泌體的釋放，酸化誘導的腙鍵的裂解和GMNPEC電暈的脫落導致外泌體的選擇性釋放（iii）。

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zzj 2021.3.10