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脑卒中,是一种临床上以脑部缺血及出血性损伤症状为主要表征的疾病,具有极高的病死率和致残率,缺血性卒中病人占发病人群的比例高达80%,其致病机理多是由于血栓或栓子引起的。如果闭塞持续5～10分钟以上,闭塞部位周围将会形成特征性梗死灶。随着闭塞持续的时间越长,缺血核心面积就越大持续转变为半暗带,可挽救的神经组织数量将会逐渐减少。就目前的治疗方法来看:主要是通过药物或机械手段取出闭塞物,以恢复受损部位的血流,从而防止脑部缺血损伤的进一步恶化。然而,这些治疗的窗口期非常有限,大多数患者都不具备符合治疗的条件。对于卒中患者来说,目前还缺乏完美的治疗方案来逆转损伤细胞的恢复和受损神经之间连接的修复。虽然成人大脑已被证实具有适度的内在再生能力,但其内源性恢复能力有限,无法完全实现功能性恢复。因此,开发替代治疗方法、增强神经再生和改善缺血后功能恢复具有重要的意义。随着纳米技术与生物工程技术的不断更新进步,卒中治疗方案也发生了重大的革新:延长药物体内循环时间;通过纳米载体尺寸、形状与表面电荷的改善,克服血脑屏障;针对缺血病灶部位蛋白的特异性,通过对纳米材料表面进行修饰,进一步增加卒中治疗的靶向特异性;脑缺血引起的氧化应激升高可作为纳米药物控释的触发器;治疗中加强神经保护,防止卒中引发的脑实质损伤。在本论文研究工作中,针对脑缺血卒中治疗,设计并制备了一种工程高表达靶向功能化的新型生物膜包被载药纳米颗粒。首先通过纳米材料表征来观察其粒径大小、表面电荷以及相关的物理化学特性;然后通过体外细胞实验对其靶向性、生物安全性、ROS清除效应以及抗炎效应进行验证;同时采用MCAO小鼠进行体内纳米药物治疗效果综合评价;最后,针对设计制备的脑卒中纳米药物进行生物相容性以及肝肾毒副作用评价,药代动力学研究。本论文主要的研究工作和结果总结如下:（1）本文采用生物工程技术的方法,采用慢病毒转录的方式对原代小鼠胸主动脉细胞进行了基因修饰,获得了CXCR4蛋白高表达的原代细胞。并通过q-PCR与WB对转录后的第八代原代细胞进行鉴定,确定了CXCR4仍能够稳定性的高表达,并通过体外细胞实验证明了基因修饰后的原代内皮细胞能够很好地通过CXCR4/SDF-1相互作用进行特异性迁移。通过物理挤膜的方法,将获得的CXCR4高表达原代内皮细胞膜进行收集,通过WB与SDS-PAGE验证可知,包膜后的纳米颗粒表面仍然具有显著性的CXCR4高表达蛋白。（2）本论文中开发了一种具有抗炎效果、体内ROS响应性且可降解的生物安全性纳米载体,采用具有抗炎作用的中药制剂酚类化合物对羟基苄醇（p-Hydroxybenzyl alcohol,HBA）作为纳米载体化学结构合成主干,以草酰氯（oxalyl chloride,OC）、PEG2000和HBA缩合反应合成了含有HBA的共聚草酸酯。合成的纳米载体HBA-OC-PEG2000中装载着对炎症治疗且保护脑部损伤的雷帕霉素（RAPA）,通过物理挤膜的方式包裹了具有CXCR4高表达的内皮细胞膜,最终获得了纳米靶向药物RAPA@BMHOP。RAPA@BMHOP通过一系列的材料表征,在1H NMR的测定下可以观察出HBA通过草酰氯很好地与PEG2000发生了化学结合,通过TEM电镜扫描与DLS测量,确定了其200 nm左右的粒径大小与包膜外貌形态,同时呈现负电荷;其稳定性可持续7天,在含有H2O2的PBS缓冲液中能够迅速发生ROS响应断键,其具有较高的包封率。（3）本论文采用HUVEC以及RAW264.7细胞进行了体外探究实验,对RAPA@BMHOP的治疗效果有了初步的认识。体外细胞实验显示BMHOP在100μg/mL的浓度之下对细胞（HUVEC）无毒副作用;采用H2O2诱导获得的ROS高表达HUVEC进行过氧化物细胞清除实验,最终结果表明RAPA@BMHOP能够很好地降低细胞内的ROS含量的同时改善和提升过氧化物损伤的细胞生长活力;在ox-LDL刺激下获得的SDF-1高表达HUVEC与纳米药物共培养后,通过共聚焦与细胞流式结果同时证实了DiD@BMHOP具有良好的靶向性;采用RAW264.7作为体外炎症研究靶向细胞,也证实了RAPA@BMHOP良好的炎症抑制效果;且包膜后的DiD@BMHOP能够很好地跨越transwell模拟的体外血脑屏障（BBB）。（4）为了进一步验证BMHOP体内治疗的效果,本研究进行了MCAO卒中小鼠模型构建,并通过尾静脉注射对药物靶向性、BBB跨膜性能与修复、药物生物相容性、卒中治疗效果等进行了评价。采用IVIS小动物活体成像,将载有红色荧光DiD的BMHOP尾静脉注射后,可观察到2 h内即可在缺血病灶部位进行聚集,24h内均能够很好地维持其药物靶向性;采用EB尾静脉注射后,显示RAPA@BMHOP能够很好地跨越与修复血脑屏障,结合荧光共定位观察,也清晰可见荧光纳米粒子定位于脑部血管内;经过RAPA@BMHOP治疗后的小鼠,其脑组织切片DHE染色后可知,脑部ROS呈现显著性降低;通过ELISA进一步检测,脑部缺血损伤部位促炎症因子含量出现明显降低儿抗炎因子的表达量显著增高;TTC染色结果能够显示RAPA@BMHOP治疗后的小鼠脑部梗死面积显著下降,同时行为学功能与存活率均得到了显著改善与提升。最后,通过血液中荧光含量测定确定了DiD@BMHOP具有良好的药代动力学性能;生化检测结果可知RAPA@BMHOP几乎无肝肾毒副作用,通过体内主要器官（心、肝、脾、肺、肾）组织切片H&E染色观察可知并无异常。综上所述,RAPA@BMHOP是一种智能生物工程的ROS响应纳米药物,具有治疗缺血性卒中后再灌注损伤的能力。该纳米药物旨在通过趋化因子受体CXCR4与其配体SDF-1的相互作用来增强治疗药物的活性靶向性,体内循环时间较长。体外评估表明,联合ROS清除和抗炎作用可直接修复缺血性脑卒中,提示RAPA@BMHOP可能对缺血-再灌注损伤提供保护作用。此外,BMHOP具有显著的体内特异性脑缺血损伤靶向性。同时,RAPA@BMHOP大大改善了MCAO手术缺血再灌注损伤后的梗死体积和神经评分。因此,与目前的治疗药物相比,我们的研究结果表明,RAPA@BMHOP可以为缺血性脑卒中疾病级联期间的多个事件的系统控制提供更多的选择,并有望作为一种潜在治疗策略用于增强缺血性卒中的临床治疗。