背景:中枢神经系统疾病(脑血管病、感染性疾病、脑肿瘤、神经退行性疾病等)均为临床的重大疾病,但由于血脑屏障的存在,寻找可有效透过血脑屏障的药物依然极其困难。近年来,随着鼻腔给药途径研究的深入,使得绕过血脑屏障而到达大脑的给药方式,即通过鼻腔嗅神经通路定向给药至大脑,成为可能。因此,我们试图利用噬菌体展示技术通过鼻腔途径筛选可定向与脑组织结合的靶向肽,从而通过药物载体如纳米颗粒携带治疗性药物定向进入大脑。目的:利用噬菌体肽库展示技术筛选能够与大脑特异性结合的特异性噬菌体,选择几个代表性的单克隆进行测序,最后合成一条最有特异性的单克隆噬菌体所展示的短肽,并进一步探讨合成短肽的脑靶向性以及绕过血脑屏障到达大脑的可能途径。方法:使用含有7个氨基酸的Ph.D.-C7C噬菌体展示肽文库,进行三轮高通量的体内生物筛选步骤。进行每一轮筛选时,噬菌体从鼻腔给予,45分钟后,分离大鼠大脑组织,俘获脑组织中的噬菌体,进行滴度测定。经过三轮富集后,挑取十个阳性单克隆噬菌体进行测序,并选择其中一个最富代表性的噬菌体,合成其所展示的短肽。然后通过序列特异性比较实验、竞争结合抑制实验、免疫组化和免疫荧光实验验证该克隆噬菌体及其携带的短肽的脑靶向性。结果:经过三轮筛选后,大脑中的噬菌体逐渐富集。7号单克隆噬菌体与C7C库噬菌体、随机噬菌体分别鼻腔给予后,脑组织中的噬菌体数量总体上存在明显差异(P < 0.01);7号单克隆噬菌体鼻腔给予后,大脑分别与血液、脾脏、肝脏之间比较,都有显著性差异(P’s < 0.01);不同量的NB-101肽(naso-brain-101 peptide,即7号单克隆噬菌体所展示的短肽)和对照肽分别与7号单克隆噬菌体同时鼻腔给予后,前者大脑中的噬菌体数量明显少于后者(P < 0.01);7号单克隆噬菌体鼻腔给予后,分别取大脑与脾脏、肝脏进行免疫荧光组化,结果发现大脑中可见很多红色荧光点(阳性),而肝脏和脾脏中都阴性;FITC-NB-101肽与对照肽(FITC-TD-1)分别鼻腔给予后,分离嗅神经,固定、脱水、切片后在荧光显微镜下不同时间点(1秒、3秒、5秒及7秒)曝光,发现FITC-NB-101肽的荧光明显强于对照组。结论:通过鼻腔给予噬菌体,经过三轮的筛选,噬菌体得到了明显的富集,得到了特异性最强的单克隆噬菌体(与大脑表面特异性结合)—即7号单克隆噬菌体,序列上和组织上都存在特异性。7号单克隆噬菌体所展示的短肽(NB-101肽)人工合成后,具有一定的脑靶向性,可以竞争性抑制噬菌体进入大脑组织。并且在嗅神经中大量富集,提示是通过嗅神经通路向大脑组织转运的。因而NB-101肽将来可以用作脑靶向肽携带药物分子靶向大脑。