外泌體可以作為**或者基因**的載體。并且，外泌體具有穿越生物屏障的能力，例如外泌體能夠繞過血腦屏障并將負(fù)荷物**地運(yùn)輸?shù)酱竽X中。因此，基于外泌體的**有可能為各種疾病特別是腦相關(guān)疾病提供**。然而，目前還缺乏**的技術(shù)手段檢測(cè)**過程中外泌體的分布，特別是深層次腦部結(jié)構(gòu)中的外泌體成像檢測(cè)。

一種基于葡萄糖包被的納米金顆粒(Gold Nanoparticle, GNP)標(biāo)記和計(jì)算機(jī)斷層掃描成像的非侵入性體內(nèi)神經(jīng)成像和追蹤外泌體的方法。同時(shí)，研究表明葡萄糖包被的GNP通過葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT-1介導(dǎo)內(nèi)吞進(jìn)入MSC外泌體中，并且該內(nèi)吞途徑依賴于能量。該研究進(jìn)一步確定了GNP尺寸以及給藥方式：5 nm GNP能夠增強(qiáng)外泌體標(biāo)記；與靜脈注射相比，鼻內(nèi)給藥具有更為**的腦部積累效果，從而增強(qiáng)體內(nèi)神經(jīng)成像。此外，與健康小鼠大腦相比，非侵入性鼻內(nèi)給予的GNP標(biāo)記的外泌體在局灶性腦缺血的小鼠病變部位的積累**增加。因此，這種外泌體標(biāo)記技術(shù)可以作為各種腦疾病的強(qiáng)大的診斷工具，并且可能潛在地增強(qiáng)基于外泌體的神經(jīng)元恢復(fù)**。

**，該研究進(jìn)行了葡萄糖包被的GNP標(biāo)記外泌體的工作(圖1)。該研究制備了5nm和20nm兩種尺寸的GNP，然后進(jìn)行了葡萄糖的包被。同時(shí)提取了MSC細(xì)胞來源外泌體，并進(jìn)行了外泌體數(shù)量、濃度、直徑的檢測(cè)。然后，在37℃，3h的孵育條件下，進(jìn)行外泌體的GNP標(biāo)記。接著，對(duì)GNP標(biāo)記的外泌體進(jìn)行了發(fā)光、尺寸以及Zeta勢(shì)能指標(biāo)的檢測(cè)，確定GNP標(biāo)記的外泌體的物理特性。

圖1 葡萄糖包被的GNP標(biāo)記的外泌體物理特性的檢測(cè)

然后，探索了GNP標(biāo)記外泌體的機(jī)制（圖2）。利用火焰原子吸收光譜（FAAS）法，分別從反應(yīng)的溫度條件、納米金包被材料、納米金顆粒大小、外泌體膜蛋白等幾個(gè)方面對(duì)GNP標(biāo)記外泌體的機(jī)制進(jìn)行了探索。結(jié)果顯示，37℃相比4℃的反應(yīng)條件，外泌體被GNP標(biāo)記的效率更高，表明外泌體內(nèi)化GNP依賴于能量的方式。其次，發(fā)現(xiàn)葡萄糖包被材料，相比于非葡萄糖包被材料（mPEG）,顯示出更高的外泌體標(biāo)記效率，表明GNP標(biāo)記外泌體的標(biāo)記效率依賴于包被材料。其次，通過蛋白酶K處理破壞外泌體膜蛋白，能夠**降低外泌體的標(biāo)記效率，表明外泌體膜蛋白參與GNP的標(biāo)記過程。接著，該研究進(jìn)一步確定了葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT-1直接介導(dǎo)了GNP標(biāo)記外泌體的過程。此外，還發(fā)現(xiàn)5nm的GNP相比于20nm，具有更高的標(biāo)記效率。

圖2 影響GNP標(biāo)記外泌體效率的機(jī)制研究

接著，進(jìn)行了GNP標(biāo)記的外泌體體內(nèi)成像實(shí)驗(yàn)，探索GNP標(biāo)記外泌體的應(yīng)用前景（圖3）。**探索了給藥途徑對(duì)腦部GNP外泌體積累的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鼻腔內(nèi)給藥相比靜脈注射，具有更好的腦部積累效果。

圖3 給藥方式對(duì)腦部GNP標(biāo)記外泌體成像的影響

然后，針對(duì)GNP標(biāo)記的MSC外泌體的靶向性進(jìn)行了研究（圖4）。結(jié)果顯示，相比于健康小鼠，非侵入性鼻內(nèi)給予的GNP標(biāo)記的外泌體在局灶性腦缺血的小鼠病變部位的積累增加更加**。

圖4 GNP標(biāo)記的MSC外泌體可以靶向腦損傷組織部位

通過外泌體熒光標(biāo)記，對(duì)GNP標(biāo)記的外泌體成像結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，從而進(jìn)一步確定了GNP標(biāo)記外泌體進(jìn)行腦部外泌體成像技術(shù)的可靠性。

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zzj 2021.3.16