Immunmodulatorische geschichtete Doppelhochschicht-Nanopartikel ermöglichen Neurogenese durch gezielte Ansprache des Transformierenden Wachstumsfaktor-β-Rezeptors 2

Die Verbesserung und Rekonstruktion des immunen Mikroumfeldes durch funktionale Biomaterialien hat sich als vielversprechende Strategie für die Genesung bei Rückenmarksverletzungen (SCI) erwiesen. In dieser Studie haben wir die Funktionen der neuralen Regeneration und Immunregulation von Mg/Al-geschichteten Doppelhochschicht-Nanopartikeln (Mg/Al-LDH) bei vollständig transektierten und excidierten Mäusen bewertet und die immunbezogenen Mechanismen aufgezeigt. LDH erzielte signifikante Erfolge bei der Beschleunigung der Migration neuraler Stammzellen (NSCs), der neuralen Differenzierung, der Aktivierung von L-Ca2+-Kanälen und der Erzeugung induzierbarer Aktionspotenziale. In vivo wurde die Verhaltens- und elektrophysiologische Leistung von SCI-Mäusen durch die Implantation von LDH signifikant verbessert, wobei BrdU+ endogene NSCs und Neuronen deutlich an den Läsionsstellen beobachtet wurden. Nach RNA-seq und Ingenuity-Pfad-Analyse ist der Transformierende Wachstumsfaktor-β-Rezeptor 2 (TGFBR2) das Schlüsselgen, durch das LDH die Entzündungsreaktionen hemmt und die neuronale Regeneration beschleunigt. Eine signifikante Ko-Lokalisation von TGFBR2 und LDH wurde sowohl in vitro als auch in vivo an den Zellmembranen von NSCs gefunden, und LDH erhöhte die Expression von TGF-β2 in NSCs und aktivierte die Proliferation von Vorläuferneuralzellen. LDH verringerte die Expression von M1-Markern und erhöhte die Expression von M2-Markern sowohl in Mikroglia als auch in aus Knochenmark abgeleiteten Makrophagen, und diese Effekte wurden durch einen TGFBR2-Inhibitor umgekehrt. Darüber hinaus zeigte LDH, das mit NT3 beladen war, bessere Genesungseffekte in Bezug auf den Basso-Score, die motorisch evozierten Potenzialleistungen und die Anzahl regenerierter Neuronen verglichen mit LDH selbst. Somit haben wir Mg/Al-LDH entwickelt, das verwendet werden kann, um ein geeignetes immunes Mikroumfeld für die Genesung bei SCI zu schaffen und den gezielten Rezeptor aufgezeigt.