【資料圖】
脊髓損傷(SCI)發(fā)生后,由于損傷微環(huán)境的動態(tài)和復(fù)雜性,導(dǎo)致受損部位神經(jīng)存活和組織再生困難。其中,氧化應(yīng)激和炎癥形成多個正反饋調(diào)節(jié)信號網(wǎng)絡(luò),在損傷后占主導(dǎo)地位,成為外在神經(jīng)損傷環(huán)境的標志。SCI通過各種細胞和酶介導(dǎo)的信號通路產(chǎn)生活性氧(ROS)。高水平的ROS很容易引起氧化應(yīng)激,通過多種機制導(dǎo)致炎癥事件,例如介導(dǎo)炎癥小體激活,靶向IκB的降解,以及促進NF-κB向細胞核的易位并激活炎癥。伴隨免疫細胞,特別是巨噬細胞的持續(xù)存在,通過釋放腫瘤壞死因子(TNF)并誘導(dǎo)線粒體產(chǎn)生ROS。同時,這也會導(dǎo)致免疫細胞通過上調(diào)活性氮,NADPH氧化酶和其他酶的表達來分泌更多的ROS。因此,單一清除活性氧或抑制炎癥的策略治療SCI效果有限。
針對上述問題,中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所戴建武、陳艷艷再生醫(yī)學(xué)團隊設(shè)計了一種與“花粉”IRF-5SiRNA結(jié)合“納米花”Mn3O4的集成納米酶,為在脊髓損傷后抗氧化和抗炎的組合治療策略提供了新思路。該策略通過價工程納米酶Mn3O4模仿抗氧化酶的級聯(lián)反應(yīng),展現(xiàn)出比天然抗氧化酶更高的底物親和力和更高的最大反應(yīng)速率,可以有效催化ROS產(chǎn)生氧氣,降低氧化應(yīng)激,持續(xù)氧合促進血管生成。同時“花粉”IRF-5SiRNA 通過降低干擾素調(diào)節(jié)因子5(IRF-5) 的表達實現(xiàn)炎癥巨噬細胞表型逆轉(zhuǎn)。中性粒細胞膜包覆集成納米酶,進一步保護和靶向遞送“花粉”IRF-5SiRNA至炎癥巨噬細胞中,從而有效降低了炎癥細胞的浸潤,從而減少了神經(jīng)瘢痕形成。在完全性脊髓損傷的大鼠模型中,多功能納米酶增強了各種神經(jīng)元亞型(運動神經(jīng)元、中間神經(jīng)元和感覺神經(jīng)元)的再生和后肢運動功能的恢復(fù)。該工作為治療脊髓損傷提供了一種新思路和新手段。