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纳米马达+抗抑郁行为学发子刊!彭飞/涂盈锋/周业成Nature子刊:纳米马达光控神经兴奋逆转焦虑与抑郁相关行为

文章来源:北科纳米专业的纳米材料合成专家 浏览次数:105时间:2026-05-07 设计合成:18101240246

中山大学彭飞/南方医科大学涂盈锋/中山大学周业成报道的这篇文章从纳米马达生物材料角度看,这项工作的最大亮点不是传统意义上的“递送抗抑郁药”,而是提出了一种更偏物理化学调控的新概念:用近红外响应光化学纳米马达 IC@His-ICG 去调控神经微环境中的分子极性动态,进而影响神经元兴奋性和抑郁/焦虑样行为。

材料设计上,作者以鞣花酸/锌配位复合物 EA/Zn 作为可诱导极性变化的核心 IC,再与 poly-L-histidine(His) 和 吲哚菁绿 ICG 自组装形成 IC@His-ICG 纳米马达。其中,ICG把响应波长推到近红外区,His提高体系胶体稳定性;在808 nm近红外光照下,IC发生光化学反应,包括酯键水解和单键旋转,使分子偶极矩显著改变,从而产生“极性驱动”的光趋化运动。更重要的是,这种运动机制不依赖传统化学燃料,在PBS、DMEM、FBS甚至稀释血液等离子/蛋白丰富环境中仍能保持定向运动,这对神经界面材料非常关键。

机制上,这篇文章的思路很新:作者不是通过配体-受体、药物-靶点或传统电极刺激来激活神经元,而是用纳米马达的光诱导极性切换直接调控神经元兴奋性。体外实验显示,IC@His-ICG与神经元膜共定位后,经808 nm光照可诱导钙离子内流和时空可控的钙波振荡,并上调神经元活化标志物 c-Fos;ROS清除对照证明这一过程主要来源于极性变化,而不是光照副产物或氧化应激。换句话说,这篇文章真正想讲的是一种“极性神经调控”范式:用纳米尺度的分子极性变化去撬动细胞尺度的钙信号和神经兴奋传导。

动物实验部分则进一步把材料机制落到了行为学结果。作者将IC@His-ICG用于皮质酮诱导的抑郁模型小鼠,通过近红外光进行空间定点调控后,开放场、高架十字迷宫、悬尾和强迫游泳等实验均显示焦虑/抑郁样行为得到改善。同时,脑内 5-HT、DA 水平恢复,异常升高的 CRH 被下调,说明这种纳米马达调控并非只是短暂刺激,而是能够进一步影响单胺类神经递质稳态和情绪行为输出。整体来看,这是一篇非常有想象力的光化学纳米马达 + 极性调控 + 神经兴奋 + 抗抑郁行为学研究,把纳米马达从“递送工具”推进到了“可编程神经调控机器”的层面。

相关研究以 Photochemical nanomotors reverse anxiety and depressive-related behaviors in rodents via spatiotemporal polarity dynamics tuning发表在 Nature Communications上。



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