Optogenetic activation of mechanical nociceptions to enhance implant osseointegration

机械转化 机械敏感通道 骨整合 压电1 光遗传学 伤害感受器 细胞生物学 植入 神经科学 医学 生物医学工程 生物 伤害 内科学 外科 受体 离子通道
作者
Q. Wang,Yang Chen,Haiqi Ding,Yuanqing Cai,Xuhui Yuan,Jianhua Lv,Jiagu Huang,Jiexin Huang,Chaofan Zhang,Hong Zhang,Hongyan Li,Ying Huang,Jiamin Lin,Yuan Lin,Lan Lin,Sun‐Kyoung Yu,Canhong Zhang,Jianhua Lin,Wenbo Li,Cheng Chang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1): 3093-3093 被引量:5
标识
DOI:10.1038/s41467-025-58336-x
摘要

Orthopedic implants with high elastic modulus often suffer from poor osseointegration due to stress shielding, a phenomenon that suppresses the expression of intracellular mechanotransduction molecules (IMM) such as focal adhesion kinase (FAK). We find that reduced FAK expression under stress shielding is also mediated by decreased calcitonin gene-related peptide (CGRP) released from Piezo2+ mechanosensitive nerves surrounding the implant. To activate these nerves minimally invasively, we develop a fully implantable, wirelessly rechargeable optogenetic device. In mice engineered to express light-sensitive channels in Piezo2+ neurons, targeted stimulation of the L2-3 dorsal root ganglia (DRG) enhances localized CGRP release near the implant. This CGRP elevation activates the Protein Kinase A (PKA)/FAK signaling pathway in bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs), thereby enhancing osteogenesis and improving osseointegration. Here we show that bioelectronic modulation of mechanosensitive nerves offers a strategy to address implant failure, bridging neuroregulation and bone bioengineering.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
z泽泽完成签到,获得积分10
1秒前
高高万天发布了新的文献求助10
1秒前
科目三应助Lxx采纳,获得10
1秒前
jiannanwu发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
贪玩妙松关注了科研通微信公众号
1秒前
机灵的芒果完成签到,获得积分10
2秒前
执棋者完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
斯文败类应助小白兔采纳,获得10
3秒前
axiang发布了新的文献求助10
3秒前
瓦罐汤发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助Aster采纳,获得20
3秒前
星辰大海应助无情皮卡丘采纳,获得10
3秒前
冬雪发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
Eason发布了新的文献求助10
5秒前
ad完成签到,获得积分10
5秒前
Flora完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
自愈合发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
茉莉发布了新的文献求助10
7秒前
Journey发布了新的文献求助10
7秒前
jiannanwu完成签到,获得积分10
8秒前
iehaoang完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
李生姜完成签到,获得积分10
9秒前
laojian完成签到 ,获得积分10
9秒前
随风完成签到,获得积分10
9秒前
星辰大海应助贪玩飞机采纳,获得10
9秒前
苏槑特发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
YHX发布了新的文献求助10
10秒前
木目完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Liii完成签到 ,获得积分10
11秒前
栗子发布了新的文献求助20
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Burger's Medicinal Chemistry, Drug Discovery and Development, Volumes 1 - 8, 8 Volume Set, 8th Edition 1800
Cronologia da história de Macau 1600
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6139614
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7967425
关于积分的说明 16542109
捐赠科研通 5254163
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2805478
邀请新用户注册赠送积分活动 1786026
关于科研通互助平台的介绍 1656011