上海の同済大学同済病院整形外科の研究者らは、層状複水酸化物（LDH）と呼ばれるナノ生体材料を使用してマウスの脊髄損傷周囲の炎症環境を抑制し、ニューロンの再生と神経回路の再構築を促進することに成功した。背骨。
研究者らはまた、LDHが機能する根本的な遺伝的メカニズムを特定することもできた。この理解により、治療法をさらに修正できるようになり、他の要素と組み合わせて、最終的に人間の脊髄損傷を軽減するための包括的で臨床的に適用可能なシステムを生み出すことができるはずです。
この研究は、2月XNUMX日に米国化学会誌ACS Nanoに掲載された。
脊髄損傷には効果的な治療法はなく、脊髄損傷には常にニューロンの死滅、軸索または神経線維の破損、炎症が伴います。
体は新しい神経幹細胞を生成し続けていますが、この炎症性微小環境（損傷部位の即時の小規模な状態）は、ニューロンと軸索の再生を著しく妨げます。さらに悪いことに、この領域の免疫細胞の活性化が長期間続くと、神経系に二次的な損傷が生じ、幹細胞が新しい細胞型に分化することが妨げられます。
損傷部位でのこの攻撃的な免疫反応を緩和できれば、神経幹細胞が分化を開始し、神経の再生が起こる可能性があります。
近年、多数の新規なナノスケール生体材料（生体系と相互作用する天然または合成材料）が、神経幹細胞の活性化とその動員および分化を支援するように設計されている。これらの「ナノ複合材料」の一部は、損傷部位に薬物を送達し、神経細胞の再生を促進することができます。
これらのナノ複合材料は、毒性が低いため、脊髄治療に特に魅力的です。しかし、その部位の免疫反応を阻害または緩和する能力を持っている人はほとんどいないため、根本的な問題には取り組んでいません。さらに、それらがどのように機能するかの根本的なメカニズムは依然として不明です。
ナノ層複水酸化物 (LDH) は、脊髄損傷に関連する多くの興味深い生物学的特性を備えた粘土の一種です。これには、優れた生体適合性 (身体による拒絶反応を回避する能力)、安全な生分解性 (適用後の分子の分解と除去)、優れた特性が含まれます。抗炎症能力。
LDH は、免疫応答制御に関して生物医工学ですでに広く研究されていますが、主に抗腫瘍療法の分野で研究されています。
この研究の筆頭著者である同済病院整形外科のRongrong Zhu氏は、「これらの特性により、LDHは脊髄損傷の回復にとってより有益な微環境を作り出すための非常に有望な候補となった」と述べている。
研究の責任著者であるLiming Cheng氏のリーダーシップの下、研究チームはマウスの損傷部位にLDHを移植し、ナノ生体材料が神経幹細胞の遊走、神経分化、ニューロン興奮チャネルの活性化、および誘導を大幅に促進したことを発見した。活動電位（神経インパルス）の活性化。
また、マウスは対照群のマウスと比較して、運動行動が大幅に改善されました。さらに、LDH を新しいニューロンの成長と分化を促すタンパク質であるニューロトロフィン 3 (NT3) と組み合わせると、マウスは LDH 単独よりもさらに優れた回復効果を享受しました。本質的に、NT3 はニューロンの発達を促進し、LDH はその発達が繁栄できる環境を作り出します。
その後、転写プロファイリング、つまり一度に数千の遺伝子の遺伝子発現を分析することで、研究者らはLDHがどのように支援を行っているかを特定することができた。
研究者らは、LDHが細胞膜に付着すると、「トランスフォーミング成長因子β受容体2」（TGFBR2）遺伝子の活性化をさらに促進し、炎症を促進する白血球の産生を減少させ、白血球の産生を増加させることを発見した。炎症を抑えるもの。
TGFBR2を阻害する化学物質を適用すると、有益な効果が逆転することが判明した。
LDHがこれらの効果をどのように発揮するかを理解することで、研究者は治療法を微調整してその性能を向上させ、最終的には臨床応用に使用できる、これらの生体材料とNT3などの神経栄養因子を組み合わせた脊髄損傷の包括的な治療システムを作成できるようになります。人々について。
