同济大学同济医院 同济医院骨科的研究人员成功使用了一种叫做层状双氢氧化物(LDH)的纳米生物材料来抑制小鼠脊髓损伤周围的炎症环境，加速神经元的再生和脊柱神经回路的重建。
学分:程黎明，朱荣荣，同济大学同济医院骨科 上海同济大学同济医院骨科的研究人员已经成功地使用了一种叫做层状双氢氧化物的纳米生物材料来抑制小鼠脊髓损伤周围的炎症环境，加速神经元的再生和脊柱神经回路的重建
研究人员还能够确定乳酸脱氢酶工作的潜在遗传机制
这种理解应该允许进一步修改疗法，结合其他元素，最终可以产生一个全面的，临床上适用的系统，用于人类脊髓损伤的缓解
这项研究发表在2月2日的美国化学学会杂志《纳米化学》上
脊髓损伤没有有效的治疗方法，脊髓损伤通常伴有神经元死亡、轴突或神经纤维断裂以及炎症
即使身体继续产生新的神经干细胞，这种炎症微环境(损伤部位的直接小范围条件)严重阻碍神经元和轴突的再生
更糟糕的是，该区域免疫细胞的长期激活还会导致神经系统的继发性损伤，进而阻止干细胞分化为新的细胞类型
如果损伤部位的这种攻击性免疫反应能够得到缓解，那么神经干细胞就有可能开始分化并发生神经再生
近年来，一系列新型纳米生物材料——与生物系统相互作用的天然或合成材料——被设计用来帮助神经干细胞的激活，以及它们的动员和分化
这些“纳米复合材料”中的一些能够将药物输送到损伤部位并加速神经元再生
由于它们的低毒性，这些纳米复合材料对脊髓治疗特别有吸引力
然而，很少有人能够抑制或缓和该部位的免疫反应，因此无法解决根本问题
此外，它们如何工作的潜在机制仍不清楚
纳米层状双氢氧化物(LDH)是一种粘土，具有许多与脊髓损伤相关的有趣的生物特性，包括良好的生物相容性(避免被身体排斥的能力)、安全的生物降解(应用后分子的分解和去除)和优异的抗炎能力
乳酸脱氢酶已经在生物医学工程中就免疫反应调节进行了广泛的探索，但主要是在抗肿瘤治疗领域
该研究的第一作者、同济医院骨科的朱荣荣说:“这些特性使乳酸脱氢酶成为一个非常有前途的候选物质，可以为脊髓损伤的恢复创造一个更有利的微环境。”
在该研究的相应作者程黎明的领导下，研究小组将乳酸脱氢酶移植到小鼠的损伤部位，发现该纳米生物材料显著加速了神经干细胞的迁移、神经分化、神经元兴奋通道的激活和动作电位(神经冲动)激活的诱导
与对照组小鼠相比，这些小鼠还表现出显著改善的运动行为
此外，当乳酸脱氢酶与促进新神经元生长和分化的神经营养因子-3 (NT3)结合时，小鼠比乳酸脱氢酶本身享有更好的恢复效果
本质上，NT3促进了神经元的发育，而乳酸脱氢酶创造了一个允许神经元发育茁壮的环境
然后，通过转录分析，或者同时分析成千上万个基因的基因表达，研究人员能够确定乳酸脱氢酶是如何发挥其辅助作用的
他们发现，一旦乳酸脱氢酶附着在细胞膜上，它就会引发“转化生长因子-β受体2”(TGFBR2)基因的更大激活，减少增强炎症的白细胞的产生，增加抑制炎症的白细胞的产生
在应用一种抑制TGFBR2的化学物质后，他们发现有益的效果被逆转了
对乳酸脱氢酶如何发挥这些作用的理解现在应该允许研究人员调整治疗以提高其性能，并最终创建一个综合的脊髓损伤治疗系统——将这些生物材料与神经营养因子如NT3结合起来——可用于人类临床应用。
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