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重塑神经环路!同济大学团队开发出纳米层状双氢氧化物,显著改善脊髓损伤

Evelyn Zhang

利用生物材料改善和重建免疫微环境,已成为一种很有前景的脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)恢复策略。

在他们的研究中,同济大学附属同济医院程黎明教授团队的科研人员们,评价了Mg/Al层状双氢氧化物((Mg/Al-LDH)纳米颗粒的神经再生和免疫调节功能。他们在在完全横切和切除神经环路的小鼠身上进行了实验,并揭示了免疫相关机制。

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结果显示,这种层状双氢氧化物(LDH)纳米材料,在加速神经干细胞(NSCs)迁移、神经分化、激活L-Ca2+通道、诱导动作电位产生等方面,表现出显著的性能。材料还实现了可生物降解,能调节损伤区免疫细胞分型,抑制炎症反应等特性。

在体内植入这种层状双氢氧化物纳米材料,可显著改善脊髓损伤(SCI)小鼠的行为和电生理性能,损伤部位可见BrdU+内源性NSCs和功能神经元。

另外,根据RNA序列和巧妙途径分析,他们观察到转化生长因子-β受体2 (TGFBR2),是LDH抑制炎症反应和加速神经再生的关键基因。

实验显示,TGFBR2和LDH在神经干细胞的体内外细胞膜上均有明显的共定位。LDH增加了神经干细胞中TGFBR2的表达,激活了前神经细胞的增殖。

LDH降低了小胶质细胞和骨髓源性巨噬细胞中M1标记物的表达,增加了M2标记物的表达,而这些作用被TGFBR2抑制剂逆转。

此外,作为载体,搭载NT3的层状双氢氧化物——LDH-NT3,在小鼠实验评分、运动诱发电位表现、再生神经细胞数量等方面的恢复效果,均优于层状双氢氧化物(LDH)本身。

因此,研究人员们开发了Mg/Al层状双氢氧化物((Mg/Al-LDH)纳米颗粒材料,可用于构建一个适合脊髓损伤恢复的免疫微环境。并揭示了靶向受体,为脊髓损伤治疗提供了一种生物材料免疫调控的新策略。

上述研究在线发表在ACS Nano杂志上,题为“Immunomodulatory Layered Double Hydroxide Nanoparticles Enable Neurogenesis by Targeting Transforming Growth Factor-β Receptor 2”。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.0c08727


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