目的:利用狂犬病毒糖蛋白(rabies virus glycoprotein,RVG)修饰的外泌体(exosomes,Exos)与超顺磁性氧化铁纳米颗粒(superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPIONs)合成具有神经靶向能力的MR分子探针(RVG-ExoSPION),研究其用于活体MRI的可行性及应用价值。方法:(1)将pc DNA3.1(+)-Lamp2b(homo)-RVG质粒转染HEK293细胞,验证及筛选转染成功的HEK293细胞。(2)对HEK293细胞培养的上清液使用超速离心的方法提取出膜修饰有RVG的外泌体。(3)用电穿孔的方法将RVG修饰的外泌体与SPIONs整合成具有靶向性的MR分子探针,采用透射电镜、纳米颗粒跟踪分析技术及细胞增值和毒性分析等方法对MR分子探针的形状、尺寸和特性进行分析和鉴定。(4)采用荧光染色、普鲁士蓝染色和MR成像研究Neuro-2A细胞对MR分子探针的摄取能力。(5)建立神经母细胞瘤裸鼠移植瘤模型,随机分为对照组和实验组,经尾静脉分别注射blank-Exo-SPION(对照组)和RVG-ExoSPION(实验组)。于注射前和注射后1h、2h、1d、2d在3.0T MRI下行T2加权成像,测量各个时间段感兴趣区(ROI)的信号强度,验证MR分子探针的体内靶向能力。(6)小鼠成像后,取出实验组及对照组裸鼠的心、肺、肝、脾、肾等组织器官,使用组织学检查分析各组织器官的损伤程度及铁含量。结果:(1)与对照组未处理HEK 293相比,Western blotting显示转染组HEK 293细胞中Lamp2b的水平明显更高。(2)Western blotting显示外泌体标记蛋白CD9和CD63在外泌体上高表达。(3)透射电镜显示修饰和电穿孔后的外泌体保持其正常的形状、尺寸和膜结构,外泌体电穿孔后能见到SPIONs的存在;纳米颗粒跟踪分析技术结果显示工程化的外泌体粒径分布窄,粒径分布峰值为140nm;细胞增值和毒性分析显示,Neuro-2A细胞与1～100μg/ml不同浓度梯度的RVG-ExoSPION共同孵育时,细胞的活力无明显差异。(4)激光共聚焦显微镜分析显示外泌体能高效地进入细胞,线形图显示实验组荧光强度更高;普鲁士蓝染色验证了RVG-Exo-SPION对Neuro-2A细胞的靶向能力;体外MR成像显示灰阶值在不同铁浓度之间有显著差异,且在大于或等于25μg Fe/ml的浓度下易于识别。(5)体内MRI T2加权成像显示两组对应肿瘤区域信号1h～24h均变低,线形图显示,RVG-Exo-SPION组ROI的灰阶值在1h内达到最小值约166,blank-ExoSPION组在2h内缓慢达到最小值约185。两组ROI灰阶值均在48h内恢复到注射前的水平。(6)组织学检查显示两组铁纳米颗粒在肝脏和脾脏中聚集较多,在心、肺、肾聚集较少。与对照组相比,实验组肝、脾的铁含量较少,两组器官均未发现明显损伤。结论:基于RVG修饰外泌体构建的靶向MR分子探针RVG-Exo-SPION在生理环境下具有较好的稳定性和极强的顺磁性,体内成像证实了该探针具有高效的神经靶向成像能力,为神经系统疾病的精准诊断与治疗提供了新的思路和途径。