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目的：以靶向药物转运体系(TDDS)的理念,将特异性针对脑部病变组织的靶向肽通过适当的修饰使其有效连接到骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)表面,介导干细胞的主动靶向,同时采用非病毒载体高效安全地导入治疗基因,构建全新的能趋向脑部疾病、携载基因而自身又具有神经生长治疗作用的复合功能生物载体,并结合安全性评价等,全面评估MSCs作为脑靶向生物载体的可行性及其针对缺血性脑卒中的治疗前景。方法：1、合成N端修饰棕榈酸的脑靶向肽段CLEVSRKNC,以棕榈酸为锚点修饰到细胞膜表面,并筛选出最佳的修饰条件；2、利用流式细胞技术及荧光显微成像技术对靶向肽修饰的干细胞(Pep-MSCs)进行表征,MTT法考察靶向肽细胞毒性,进一步考察靶向肽修饰对MSCs神经分化潜能的影响,明确靶向肽的修饰效率和生物安全性；3、建立体外神经元细胞和星形胶质细胞的氧糖剥夺(oxygen-glucose deprivation, OGD)模型,考察Pep-MSCs的体外迁移,同时考察Pep-MSCs对受损神经细胞的保护作用；4、建立大鼠大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型,利用小动物活体成像技术和组织切片技术,考察Pep-MSCs对于脑部缺血病灶的靶向作用,以及Pep-MSCs在MCAO模型大鼠体内的分布；5、利用已经建立的非病毒载体转染体系,采用自主合成的非病毒基因载体精胺-普鲁兰糖(spermine-pullulan, SP)对MSCs进行转染,考察转染效率；6、结合miR-133b的转染和靶向肽修饰,在MCAO大鼠尾静脉移植携载miR-133b的Pep-MSCs (Pep-133b-MSCs)后,通过神经功能评分(mNSS)和组织切片观察,评价niR-pep-MSCs的治疗效果。结果：成功构建复合功能细胞基因载体Pep-MSCs,流式细胞技术测定靶向肽有较高的修饰效率,激光共聚焦显微镜观察表明靶向肽成功地修饰到了细胞膜表面,MTT检测和MSCs神经分化功能评价均表明此修饰方法安全有效。在体外OGD模型中,与未经修饰的MSCs相比,Pep-MSCs显示出更高的迁移活性,同时靶向肽的修饰并未影响MSCs对于受损神经细胞的保护作用。将构建的Pep-MSCs尾静脉移植到MCAO大鼠体内后,小动物活体成像以及组织切片结果显示,靶向肽能介导MSCs到达缺血病灶,增强MSCs的归巢性,同时减少MSCs在非病灶组织的分布。另一方面,利用已经建立的非病毒转染体系对MSCs进行基因改造,非病毒载体SP能高效安全地转染miR-133b,并且转染miR-133b后的MSCs对受损神经细胞显示更好的保护作用。进一步地,结合基因转染和靶向肽修饰,携载miR-133b的Pep-MSCs在尾静脉移植到MCAO大鼠体内后显示了较好的治疗效果,mNSS评分显示miR-pep-MSCs有更好的神经保护的作用,组织切片结果表明基因转染和靶向肽修饰都未影响MSCs的神经分化功能。结论：成功构建Pep-MSCs,其对缺血性脑卒中病灶组织有很强的靶向性,作为复合功能基因靶向载体,其能携载治疗基因miR-133b到达病灶组织,又能发挥MSCs自身的治疗作用,在缺血性脑卒中的治疗中显示了很好的应用潜力。