心力衰竭是人类最可怕的健康状况之一,其原因是心肌细胞再生能力受阻和心脏功能受损。心肌细胞再生不足和过度纤维化是心力衰竭最常见的原因,因为这导致组织结构和功能的重大损害。近年来,以细胞为基础的治疗,或将健康细胞引入心脏瘢痕组织,略微改善了心脏功能的各种措施,使心脏再生医学取得了重大进展。然而,对于干细胞来源的心肌细胞的成熟度和功能异质性、低存活率和传递细胞的保留以及它们潜在的致瘤性的担忧仍然存在。为了解决这些局限性,从大量非心肌细胞中提取的诱导心肌细胞（i CMs）的重编程作为一种新的心脏病治疗方法受到了广泛关注。自首次报道3种与心脏系相关的转录因子,即Gata4、Mef2c和Tbx5（GMT）以来,不同的转录因子和小分子组合也被发现可以提高心肌细胞重编程的有效性。将心脏成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的一种新兴治疗选择涉及microRNAs（miRNAs）。miRNAs在调节生物过程中发挥重要作用,包括通过靶向mRNA的激活或降解来控制基因转录。目前科学家已经证明miRNAs-combo可以作为高效的重编程工具。Dzau等人证明miRNAs在体外可直接将成纤维细胞转化为心肌细胞样表型,在体内可直接将心脏重编程。miRNAs对基因表达的抑制作用可能是强大的,因为单个miRNAs可能同时针对多个途径。化学合成的miRNAs模拟物可以通过脂质转染很容易地注入细胞,在实验中表现出低毒性。此外,单个miRNAs的小尺寸允许在同一载体中包装多个转录本,以提高重编程效率和重编程细胞的功能同质性。然而,由于裸miRNA的表面电荷（负电荷）和潜在的快速降解,稳定导入裸miRNA是困难的。因此,高效和生物相容性的载体是必要的,以保护和运送miRNAs到目标细胞。病毒（如逆转录病毒、慢病毒）和脂质体作为直接将成纤维细胞转化为心肌细胞的基因载体已被广泛研究。然而,基因毒性转基因整合和触发免疫反应的能力等缺点,可能导致插入突变和肿瘤形成,阻碍了其治疗潜力。因此,心脏重编程的临床应用需要新的非病毒重编程系统。非病毒载体系统,包括阳离子脂类、阳离子聚合物、树状大分子和多肽显示了良好的生物相容性和系统基因传递的潜力。分子量为25 k Da的人工阳离子聚合物PEI因其优良的基因转染效率和普遍性,被公认为高分子基因载体的“金标准”。虽然阳离子聚合物PEI的电荷密度较高,提供了很强的核酸结合能力,但这些多聚物面临着细胞毒性的问题。这些障碍促使研究人员寻找新的策略来提高非病毒基因载体的性能,同时使材料具有多功能,以满足疾病治疗的要求。碳点以其高水溶性、良好的光致发光性能、良好的化学稳定性、多功能的表面功能和低细胞毒性等特点引起了纳米技术领域的广泛关注。然而,没有表面修饰,CDs可能不适合基因传递。为了探索其潜在的治疗能力,很多工作都集中在利用生物相容性配体（如生物大分子、多肽、抗体等）修饰CDs的表面。虽然CDs在生物传感器、细胞成像和识别等领域得到了成功的研究,但作为直接转化重编程因子的非病毒载体却鲜有报道。在此,我们设计了低毒性的支化聚乙烯亚胺修饰N掺杂CDs（BP-NCDs）作为非病毒载体。然后,通过静电相互作用将miRNA-combo加载到BP-NCDs上,形成靶向纳米复合物（BP-NCDs/MC）。我们发现,使用BP-NCDs/MC纳米复合物将成纤维细胞重编程成i CMs会导致心肌细胞基因的显著上调和成纤维细胞基因的逐渐抑制。此外,当地注入BP-NCDs/MC纳米复合物老鼠心脏明显改善心肌梗死后心脏功能。这项研究不仅显示了多功能性BP-NCDs/MC纳米复合物不经过基因组整合直接重编程心脏成纤维细胞为i CMs,也为探索应用CDs为基础的基因/药物输送系统在心脏损伤的治疗提供了灵感。