近日，中科院蘇州納米所程國勝團隊與中科院遺傳與發(fā)育研究所戴建武團隊合作，成功開發(fā)出新型石墨烯三維神經(jīng)支架材料，并系統(tǒng)研究了石墨烯支架與神經(jīng)干細胞的相互作用。相關(guān)研究日前發(fā)表于《自然》子刊《科學(xué)報告》。

據(jù)介紹，石墨烯為單層或少層碳原子組成的低維碳納米材料，具有優(yōu)異的理化性質(zhì)，自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，已迅速成為材料科學(xué)與凝聚態(tài)物理等領(lǐng)域的研究對象。同時，石墨烯能夠表現(xiàn)出良好的生物相容性，已被用于細胞成像、藥物輸運、干細胞工程及腫瘤治療等領(lǐng)域。

此前，程國勝團隊已系統(tǒng)研究了二維石墨烯薄膜對海馬神經(jīng)元細胞發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)石墨烯不僅對神經(jīng)細胞具有良好的生物相容性，且對神經(jīng)突起發(fā)生和生長具有顯著促進作用。團隊還同時開展了對石墨烯表面生物活性分子的功能化修飾，并定量解析了活性分子的吸附對石墨烯片層相互作用的影響。

 隨后，研究團隊在中科院沈陽金屬所成會明課題組報道的三維多孔狀碳材料研究工作基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)出用作神經(jīng)干細胞支架的新型石墨烯泡沫材料。

研究表明，三維石墨烯支架不僅能促進神經(jīng)干細胞的增殖，還能夠在一定程度上誘導(dǎo)神經(jīng)干細胞定向分化為功能神經(jīng)元。科研人員進一步利用石墨烯碳材料良好的導(dǎo)電特性，對神經(jīng)干細胞進行原位電刺激和誘導(dǎo)分化，成功獲得了可逆特性的鈣離子振蕩響應(yīng)。

專家表示，鑒于三維石墨烯結(jié)構(gòu)的優(yōu)異特性，其有望被應(yīng)用在神經(jīng)組織工程及神經(jīng)干細胞移植治療等領(lǐng)域。

目前，該團隊正在體外與體內(nèi)兩個層次上，進一步開展三維石墨烯支架上神經(jīng)元突觸形成、神經(jīng)信號傳遞、受損神經(jīng)細胞修復(fù)等研究。

該研究得到了科技部“973”項目、中科院干細胞與再生醫(yī)學(xué)先導(dǎo)專項、國家自然科學(xué)基金委國際合作項目資助。