纳米材料-遗传学实现近红外驱动的基因靶向神经调控

刺激响应型纳米材料为神经调控提供了强大的能力，但仍持续需要更通用的方法来实现细胞特异性靶向，这是其在神经科学中精确应用的前提。为填补这一空白，我们提出了纳米材料-遗传学（NMG）系统，该策略将遗传编码的合成受体与配体功能化纳米颗粒相结合，以实现受体引导的细胞选择性靶向。神经元被工程化改造以表达携带胞外 HaloTag 的 NMG 受体，该受体可选择性捕获 HaloTag 配体功能化的金纳米颗粒（AuNP-Ligands）。这种遗传编码的受体-配体配对能够在超低纳米颗粒剂量下、近红外（NIR）照射时实现高效且局部的纳米材料介导光热激活，而受体阴性神经元基本无响应。在测试条件下，受体引导的靶向显著降低了纳米材料相关的细胞毒性，同时保持了稳健的神经调控效力。我们展示了在体外和体内对神经元进行遗传靶向激活，包括经颅 NIR 调控小鼠运动行为。总体而言，NMG 系统为当前神经调控技术提供了一种可扩展的补充，为多模态和精准神经调控提供了一个通用平台。

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