【材料】Sci. Adv.：一氧化氮气体分子多效信使策略用于神经损伤的高效修复- 大数跨境

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2020-09-28

导读：步文博教授与海军军医大学附属长征医院许国华教授、复旦大学附属华山医院胡锦教授的合作团队，提出了基于一氧化氮气体分子的多效信使创新策略，用于神经损伤的高效修复和功能恢复。

神经损伤是由外伤、缺血、神经性病变等原因引发的综合性病症，其中，以中枢神经损伤最为严重，通常会导致神经功能损失，造成肢体瘫痪甚至危及患者生命。然而遗憾的是，受损的中枢神经细胞难以再生，且损伤部位常伴有一系列的反应性病变，导致中枢神经损伤一般不可逆转。因此，针对中枢神经损伤的修复治疗一直是研究的热点和难点。以常见的脊髓损伤为例，现有的损伤修复药物的功能单一、毒副作用大，且血-脊髓屏障也严重地制约了损伤区对药物的有效摄取。因此，亟需开发新型的、多效合一的高效修复策略，用于解决中枢神经损伤的修复治疗和功能恢复的瓶颈问题。

近日，步文博教授与海军军医大学附属长征医院许国华教授、复旦大学附属华山医院胡锦教授的合作团队，提出了基于一氧化氮气体分子的多效信使创新策略，用于神经损伤的高效修复和功能恢复。该策略借助于上转换发光纳米颗粒（UCNPs），合成了一类新型的近红外光控一氧化氮释放体系（UCZNs）。该材料体系兼具神经再生和神经保护双重作用，以及快速的组织和生理屏障渗透能力，成功实现了活体脊髓损伤的高效修复和功能恢复。该功能材料体系由表面包裹金属有机框架材料（ZIF-8）的UCNPs负载一氧化氮（NO）供体构成。当近红外光照射时，UCNP发射的上转换蓝紫光，可快速切断供体分子的S-NO键，释放出NO气体信号分子。释放的NO分子可有效激活相关通路，显著促进细胞的生长及受损神经元的修复。得益于NO的多重生理调节作用和优异的生理屏障透过性，UCZNs不但可以促进神经再生，同时还可以高效抑制炎症反应、胶质细胞增生和神经细胞凋亡。实验结果表明，UCZNs显著促进了斑马鱼和大鼠的脊髓损伤修复，同时，明显改善了大鼠因脊髓损伤丧失的运动能力。

基于NO气体分子的多效信使创新策略，克服了现有的脊髓损伤治疗药物存在的瓶颈问题，是对于脊髓损伤等神经损伤病症的高效修复和治疗的一个新的探索；更为有意义的是，该策略可为神经退行性疾病等更广泛的神经疾病治疗和组织工程方向的发展提供新思路。

相关研究成果已发表于高水平学术期刊Science Advances（DOI：10.1126/sciadv.abc3513）。论文第一作者为步文博教授（责任通讯作者）指导的华东师范大学博士生江亚沁；共同通讯作者为复旦大学材料科学系刘艳颜研究员、海军军医大学附属长征医院许国华教授。

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