电磁驱动无线纳米放电系统促进神经干细胞分化及脊髓损伤修复

为解决细胞内电刺激在神经修复领域的空白，研究人员开发了一种基于电磁感应的细胞内无线纳米放电(IWND)系统。该系统利用内吞的多壳层金纳米颗粒(MS-Au NPs)作为电磁放电器，通过外部旋转磁场(RMF)触发细胞内电荷。研究实现了神经干细胞(NSCs)5天加速分化，成熟神经元产量提升至49.8%，并证实ROS-ERK信号轴的关键作用。动物实验显示该系统可显著恢复脊髓损伤小鼠运动功能，为神经退行性疾病治疗提供了新思路。

　　

这项突破性研究构建了革命性的细胞内无线纳米放电(IWND)系统，巧妙地将电磁感应原理应用于神经修复领域。多壳层金纳米颗粒(MS-Au NPs)如同微型"电磁转换器"被内吞至神经干细胞(NSCs)内部，当外部旋转磁场(RMF)这个"隐形能量发射器"启动时，会在细胞内诱导产生精确的电信号。

体外实验令人振奋地发现，这套系统能像"细胞分化加速器"般，将神经干细胞分化为成熟神经元的时间提前5天，更将产量从15.9%大幅提升至49.8%。特别值得注意的是，这些新生神经元主要为掌管运动协调的胆碱能神经元和调控认知功能的多巴胺能神经元。

机制研究揭示了精妙的"氧化信号舞蹈"：无线纳米放电产生的适度活性氧(ROS)分子，如同精准的"分子开关"激活了细胞外信号调节激酶(ERK)信号级联反应。这种可控的氧化还原调控构成了IWND系统驱动神经分化的核心机制。

在脊髓损伤小鼠模型中，搭载MS-Au NPs的神经干细胞联合磁刺激治疗后，实验组小鼠展现出显著的运动功能恢复。这些"纳米电刺激工程师"分化出的功能神经元，成功重建了受损的神经回路。该研究开创了时空精确的干细胞治疗新范式，为帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗带来了曙光。