本文要点：作者开发了一种纳米制剂(PBAE-PLGA-Ag2S-RA-siSOX9，记为PPAR-siSOX9)介导的神经干细胞疗法，该疗法能够同时实现Aβ斑块清除和神经再生。为了实现精确的立体定向移植，作者采用基于Ag2S量子点的近红外Ⅱ区荧光成像技术实时指导神经干细胞移植。这一疗法能够克服AD微环境的不利影响，实现高效和持久的Aβ降解，改善神经再生。
阿尔茨海默病(AD)是一种常见的痴呆症，目前是无法治愈的。AD的主要病理是淀粉样β（Aβ）蛋白沉积、富含tau的神经原纤维缠结和神经炎症，这些症状逐渐导致脑内神经元和突触连接的丧失。传统的AD治疗方法只能延缓极早期病理患者的AD发展。基于干细胞的再生疗法由于可以在大脑中再生受损的神经网络，在治疗阿尔茨海默病方面显示出巨大的潜力。然而，他们仍然面临着一些挑战。首先，阿尔茨海默病大脑中恶劣的环境对移植的神经干细胞(NSCs)的存活和繁殖产生了不利影响，将治疗效果局限在短期内。第二，他们清除Aβ和Tau的能力不强，不能有效地治疗它们积聚引起的病理。第三，阿尔茨海默病不利的病理微环境——特别是高浓度的有毒Aβ寡聚体——抑制了神经干细胞的神经元分化。
本文作者报道了一种纳米制剂介导的多功能神经干细胞疗法。作者先将含有mCherry和NEP的慢病毒转染原代NSCs，获得NEP过表达(NEP-NSCs)（图1a）。RT-PCR、western blot和免疫荧光分析显示，NEP-NSCs中NEP mRNA的表达水平和NEP蛋白的含量均显著高于未转染的对照NSCs（图1e-i）。而同时NEP-NSCs的Aβ降解能力明显高于对照NSC EVs(图1k-m)。这表明NEP-NSCs可以通过持续地表达NEP酶，从而达到清除Aβ的效果。
图1 表达NEP的基因工程神经干细胞降解Aβ
（a-d）基因工程神经干细胞的构造与分选
（e-i）NEP分析表达水平
（k-m）Aβ降解能力分析
长久以来，阿尔茨海默病不利的病理微环境一直是神经干细胞疗法的阻碍。因此，作者设计了一种高效的基因和药物传递纳米制剂来提高NEP-NSCs在病理性AD微环境中的神经分化效率。星形胶质细胞标记物GFAP和神经元标记物TUJ1的免疫荧光检测表明，诱导分化10d后，大多数NEP-NSCs主要分化为星形胶质细胞(图2a，b)。而经过纳米制剂处理后，发现NEP-NSCs主要分化为神经元。这主要是由于作者设计的系统中的RA和siSOX9激活了Wnt/β-catenin途径，从而促进神经元分化。
图2 纳米制剂协助神经干细胞分化
随后，作者进一步将多功能神经干细胞(nanoformulation-NEP-NSCs)立体定向移植到APPswe/PS1dE9双转基因小鼠的海马区。纳米制剂中包裹的Ag2S量子点可以实现深层组织穿透和高时空分辨率的红外二区NIR-Ⅱ成像，从而允许实时报告细胞移植的准确性（图3a-c）。此外，组织切片的荧光成像显示神经干细胞在海马中正确分散。接下来，作者通过设置以下组，系统地评价了多功能神经干细胞在AD小鼠Aβ清除和神经再生方面的短期和长期疗效：G1：健康小鼠，G2：PBS处理的AD小鼠，G3：NSC处理的AD小鼠，G4：纳米制剂-NSC处理的AD小鼠，G5：NEP-NSC处理的AD小鼠，G6：纳米制剂NEP-NSC处理的AD小鼠（图3d-s）。如图3d所示，经NSCs(G3和G4)处理后，聚集的Aβ仅略有减少，这表明单纯的神经干细胞不能有效治疗Aβ病理。而利用NEP-NSCs(G5和G6)作用1个月后，脑内病理性Aβ聚集明显减少，Aβ斑块面积和大小明显减少（图3d，e）。作者也观察到G4和G6小鼠分别比G3和G5小鼠具有更高的神经元存活率和神经元密度，这表明纳米制剂有助于帮助神经干细胞在AD小鼠体内发挥疗效。
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