脊髓損傷（SCI）發生后，由于損傷微環境的動態和復雜性，導致受損部位神經存活和組織再生困難。其中，氧化應激和炎癥形成多個正反饋調節信號網絡，在損傷后占主導地位，成為外在神經損傷環境的標志。SCI通過各種細胞和酶介導的信號通路產生活性氧（ROS）。高水平的ROS很容易引起氧化應激，通過多種機制導致炎癥事件，例如介導炎癥小體激活，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存在，通過釋放腫瘤壞死因子（TNF）并誘導線粒體產生ROS。同時，這也會導致免疫細胞通過上調活性氮，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，中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所戴建武、陳艷艷再生醫學團隊設計了一種與“花粉”^IRF-5SiRNA 結合 “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反應，展現出比天然抗氧化酶更高的底物親和力和更高的最大反應速率，可以有效催化ROS產生氧氣，降低氧化應激，持續氧合促進血管生成。同時“花粉”^IRF-5SiRNA 通過降低干擾素調節因子 5 (IRF-5) 的表達實現炎癥巨噬細胞表型逆轉。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元亞型（運動神經元、中間神經元和感覺神經元）的再生和后肢運動功能的恢復。該工作為治療脊髓損傷提供了一種新思路和新手段。 

　圖1. 方案示意圖。 A) ^IRF-5SiRNA/M@pMn 集成納米酶的合成示意圖。B) 制備的多功能納米酶的發揮治療能力的示意圖；主要包括巨噬細胞重編程和氧化還原調節。C) 圖表顯示 ^IRF-5SiRNA/M@pMn受到招募因子驅動靶向炎性巨噬細胞的募集過程 

　　圖2. 制備和表征^IRF-5RNA/M@pMn. (A, B) SEM，(C) SAED 模式的TEM，(D) TEM 和 (E,F) HAADF-STEM 圖像。(G) IRF-5siRNA納米顆粒的示意圖。(H) 使用瓊脂糖凝膠電泳測定siRNA與納米載體結合能力。(I) ^IRF-5RNA/M@pMn的透射電鏡圖像. (J) Mn₃O₄、pMn 和M@pMn納米顆粒的傅里葉變換紅外光譜。(K) HL-60和誘導的中性粒細胞中膜蛋白表達的熱圖。(L) M@pMn中 CXCR1/2的蛋白質印跡圖。圖像中的三個泳道反映了三次重復實驗。(M) CXCR1/2 和 CXCL1/2/3 之間蛋白質對接的蛋白對接模擬圖。(N) 不同納米顆粒的粒徑和 (O) zeta電位(n = 3) 

　　圖3. 功能性水凝膠在長期動物實驗中誘導運動功能恢復。 A) 大鼠從手術后第八周的 BBB 分數 (n = 8)。 B) 使用典型足跡印記（前爪，藍色墨水；后爪，紅色墨水）檢查大鼠后肢運動功能恢復情況。C）SCI 修復后的代表性脊髓解剖圖像。 D) ChAT、Calbindin 和 Brn3a 染色后的代表性免疫熒光圖像以及 E) ChAT、F) Calbindin 和 G) Brn3a 染色 (n = 6) 的定量分析。 H) Tuj1, I) Map2, L) CS56, N) CD31的神經元分化圖及其對應的J), K), M), O),定量分析 (n = 3). P) 神經元和血管等標志物表達的 qPCR 分析 (n = 5) 

　　相關工作以Multifunctional Integrated Nanozymes Facilitate Spinal Cord Regeneration by Remodeling the Extrinsic Neural Environment為題發表在Advanced Science。文章第一作者是中國科學院蘇州納米所碩士生熊田地，通訊作者是中科院蘇州納米所陳艷艷和戴建武研究員。這項工作得到了國家自然科學基金重大項目、國家重點項目的資助國家重點研發計劃和中國科學院先導科技專項的支持。 

　　論文鏈接