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非遗传性神经调控策略
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Cell子刊:同济大学成昱/吕诚/张玲团队开发新型DNA纳米通道,实现体内时空神经调控
生物世界· 2025-09-23 12:11
神经调控技术背景与现有挑战 - 人体神经系统依赖数十亿神经元协作,离子通道介导的离子跨膜运输对神经功能至关重要,其异常可导致瘫痪、癫痫和先天性痛觉缺失等疾病 [2] - 当前临床治疗主要通过刺激生物离子通道进行,但小分子药物缺乏亚型特异性且代谢迅速,侵入性物理神经调节方法存在感染风险,非侵入性方法则缺乏通道级定位 [2] - 光遗传学技术虽能实现通道特异性调控,但其临床应用受限于基因毒性和可见光组织穿透力不足的安全风险 [2] 可逆光热门控DNA纳米通道(NC-JNP)的技术突破 - 研究团队开发了一种非遗传性神经调控策略,通过结合热响应型DNA纳米通道与金-四氧化三铁Janus纳米颗粒,形成可逆、光热门控的DNA纳米通道(NC-JNP) [3][5] - 该NC-JNP系统实现了98.4%的细胞膜插入效率,并通过DNA纳米通道的可逆构象变化调控神经元功能 [5] - 在808 nm波长近红外激光照射下,纳米通道可实现离子传输的循环门控,能在数秒内增强背根神经节神经元的兴奋性 [5][6] NC-JNP的应用潜力与治疗效果 - 该策略通过1分钟激光照射成功恢复了NaV1.7基因敲除小鼠的痛觉感知,展示了其治疗潜力 [5][6] - 该技术为体内神经调控提供了通用性解决方案,有望用于治疗神经疾病(如瘫痪、癫痫)以及神经肌肉疾病(如重症肌无力、肌强直)等离子运输障碍相关疾病 [3][8]