诊断超声击破载Aβ抗体微泡联合NSCs跨BBB治疗阿尔茨海默病的研究

The accumulation of β-amyloid peptide (Aβ) and neurofibrillary tangles in hippocampus and cortex are important pathological features of Alzheimer's disease (AD), which resulted in the neural degeneration and loss. There are no optimal therapeutic tools on AD till now, stem cell transplantation and anti-Aβ monoclonal antibody can repair, replace the degenerated neurons and shows to be a promising approach. Blood brain barrier (BBB) blocks the delivery and transmission of the therapeutic agents like stem cell or antibody to the brain. Microbubble enhanced ultrasonic effect can disrupt the BBB non-invasively, selectively and provides a new method for the delivery of therapeutants to the brain. Previous studies have proved the targeted, effective and safe delivery of intravenous administration of mesenchymal stem cells to unilateral hippocampus under the irradiation of diagnostic ultrasound and microbubble and led to the improvement on brain ischemia and neural dysfunction. The in vitro and in vivo AD models are built, the hippocampus-targeted, non-invasive, successful opening of BBB and delivery of A? monoclonal antibody and neural stem cells (NSCs) are to be investigated under the mediation of diagnostic ultrasound and microbubbles. The combination of the reduction of A? due to the antigen-antibody reaction and the regeneration of neural cells by NSCs plays an important role in the treatment of AD, which might be a good solution for the targeted, safe and successful delivery of the therapeutants to the brain.

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD）是以皮层、海马区β淀粉样肽（Amyloid β,Aβ）广泛沉积、神经原纤维缠结及不可逆性神经元变性和缺失为主要特征的神经退行性疾病。目前缺乏有效治疗方法，Aβ抗体联合干细胞移植补充缺失神经元为AD替代治疗提供了途径。血脑屏障阻碍治疗性大分子向颅内运输。研究证实聚焦超声联合微泡能有效靶向开放BBB，为大分子物质向颅内输送提供了可行性。前期研究发现诊断超声击破微泡可有效开放海马区BBB促静脉移植骨髓间充质干细胞进入脑缺血灶，改善缺血及神经功能。研究采用体内外AD模型，探索诊断超声击破载Aβ抗体靶向微泡促AD病灶BBB开放、Aβ抗体与神经干细胞（Neural stem cells, NSCs）颅内转运的有效性、安全性及影响因素，利用抗体中和、NSCs再生神经元的双重作用探讨改善AD的有效性，为大分子物质向颅内靶向运输提供安全有效的途径。

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease,AD）是以皮层、海马区β淀粉样肽（Amyloidβ,Aβ）广泛沉积、神经原纤维缠结及不可逆性神经元变性和缺失为主要特征的神经退行性疾病。目前缺乏有效治疗方法，Aβ抗体中和作用联合干细胞移植补充缺失神经元为AD替代治疗提供了途径。但血脑屏障阻碍治疗性物质向颅内运输。前期研究发现诊断超声击破微泡可有效开放海马区BBB促静脉移植骨髓间充质干细胞进入脑缺血灶，改善缺血及神经功能。.研究内容：采用转基因AD小鼠模型，探索治疗级超声调控小鼠血脑屏障通透性的范围与程度的可行性、有效性及安全性；制备携Aβ抗体靶向微泡并进行生物学特性检测；对转基因AD小鼠进行了饲养、筛选与鉴定；初步进行了超声联合Aβ抗体靶向微泡促NSCs移植治疗AD小鼠的可行性、有效性研究，分为野生型AD组、正常对照组、超声+微泡组，超声+载Aβ抗体微泡组，超声+Aβ抗体微泡+NSCs组，每周一次，连续4周进行处理，采用小动物活体成像对luciferase基因转染的NSCs进行活体示踪，观察NSCs颅内靶向归巢定植及存活时间等参数，采用水迷宫检测小鼠学习记忆功能、免疫荧光化学染色检测BDNF及突触素等因子表达。.重要研究结果：筛选了安全有效的开放BBB的超声参数（MI0.8，T5min），BBB开放的时间为8h，小动物活体成像对luciferase基因转染的NSCs进行活体示踪发现，在BBB开放期经尾静脉注射的NSCs能够跨越BBB并成功定植到脑组织内，但持续时间仅为2～3天。声学效应促进NSCs联合载Aβ抗体靶向移植，有效促进了海马区及皮层中BDNF及突触素的表达，二者的表达水平与Control组差异有统计学意义，初步说明该联合治疗方法有望改善AD小鼠的脑部微环境，从分子学水平说明了该方法治疗AD小鼠的有效性；此外水迷宫结果表明超声+Aβ抗体微泡+NSCs组的AD小鼠在水迷宫中的学习时间及寻找平台的时间较Control组短，在平台区域的停留时间较Control组长，从行为学方面说明了该方法提高了AD小鼠的学习记忆能力，进一步证明了NSCs联合Aβ抗体移植在改善AD小鼠神经功能的可行性和有效性。