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帕金森症属于神经退行性疾病中比较常见的一种,65岁以上患病人数已经占到总人数的1-1.5%,仅次于阿尔茨海默病,帕金森症发病的物质基础是患者相关脑区的多巴胺(DA)不足,但由于血脑屏障限制DA进入大脑,用于缓解帕金森症的药物主要是左旋多巴(Levodopa)。虽然Levodopa是目前用于帕金森症的最佳药物,但是长期服用可降低药效,并产生副作用,为探索这一问题的解决方法,本研究提出对单壁碳纳米管进行双重修饰(SWCNT-PEGs-Lf),从而实现靶向运输DA直接进入 PD(Parkinson’s disease,PD)小鼠大脑。本研究主要探究SWCNT-PEGs-Lf将DA运输进入PD小鼠大脑的可行性以及有效性。SWCNTs具有很高的载药能力,可以穿过细胞膜,可以pH依赖性地卸载药物。而研究表明,聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰可延长SWCNTs的血液循环时间以及提高SWCNTs进入大脑的量。此外,近几年来,乳铁蛋白(Lf)作为一种新型的靶向脑的配体越来越引起研究者的关注,经Lf修饰的SWCNTs可聚集到大脑纹状体(帕金森的病理位置),有利于药物的靶向运输。因此,本研究中使用以PEG和Lf修饰SWCNTs形成的SWCNT-PEGs-Lf,试图实现将DA靶向运送到大脑纹状体从而直接缓解帕金森症状的目的。本实验从离体细胞和实验动物两个水平进行研究。体外实验中,首先以PC12细胞为研究对象来建立PD的体外模型,随后利用四甲基偶氮唑蓝(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT)实验法和细胞计数实验法(Cell Counting Kit-8,CCK-8)来评估PC12细胞的活力,通过检测乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)的水平来评估PC12细胞的细胞膜的完整性,以及通过检测活性氧簇(Reactive oxygen species,ROS)的水平来评估PC12细胞内氧化应激状态。体内实验中,首先通过注射6-羟多巴(6-hydroxydopamine,6-OHDA),建立小鼠PD模型,随后通过检测小鼠脑组织ROS,谷胱甘肽(Glutathione,GSH),丙二醛(Malondialdehyde,MDA),肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor,TNF-α),核转录因子-κB(Nuclear factor,NF-κB)和白介素-1β(Interleukin IL-1β)等来评估对小鼠的脑损伤情况,通过测定酪氨酸羟化酶(TH)免疫组化来反映DA的水平,此外通过水迷宫(Morris Water Maze,MWM)来反映小鼠的行为学变化情况,并通过对组织切片进行苏木精和伊红(Hematoxylin and Eosin,H&E)染色来反映小鼠脑部的相关病理学变化。实验结果显示,与6-OHDA处理组相比,6-OHDA+SWCNT-PEG-DA(20 mol.L-1 DA)组中PC12细胞的活力显著提高(p<0.05),PC12细胞内的ROS(p<0.01)及其释放的LDH极显著降低(p<0.01)。与6-OHDA组和6-OHDA+Saline组相比,SWCNT-PEGs-LF-DA(25 mg.kg-1 DA)组中 PD 小鼠脑的 ROS、MDA、IL-1β 水平出现了极显著降低(p<0.01),NF-κB和TNF-α水平出现了显著降低(p<0.01),因此,实验结果表明20μmol·L-1 DA加载到6.25 μg·μl-1 SWCNT-PEGs上可以减缓6-OHDA对PC12的细胞毒性,25 mg.kg-1 DA加载到SWCNT-PEGs-LF上可以减缓PD小鼠的氧化损伤,降低TNF-α和IL-1β水平以及增加PD小鼠的TH的表达水平,有效提高PD小鼠的学习记忆水平。此外,体外实验结果表明SWCNT-PEGs对PC12细胞的安全浓度在6.25 μg.μl-1左右,体内实验结果表明SWCNT-PEGs-LF对小鼠大脑的安全浓度在3.25 mg.kg-1左右。因此,本研究成功地构建了经PEG与Lf双重修饰的SWCNTs,并用于靶向运输DA穿越血脑屏障进入PD小鼠的大脑内,可有效降低PD小鼠大脑的氧化应激水平和炎症反应水平,提高PD小鼠纹状体的TH的表达水平以及提高PD小鼠的学习记忆水平。该种新型药载复合体的构建有望为在脑部病变部位开展靶标性药物治疗提供可能。