近日，中科院蘇州納米所程國(guó)勝團(tuán)隊(duì)與中科院遺傳與發(fā)育研究所戴建武團(tuán)隊(duì)合作，成功開(kāi)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(xì)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(bào)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(lái)，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(duì)象。同時(shí)，石墨烯能夠表現(xiàn)出良好的生物相容性，已被用于細(xì)胞成像、藥物輸運(yùn)、干細(xì)胞工程及腫瘤治療等領(lǐng)域。

此前，程國(guó)勝團(tuán)隊(duì)已系統(tǒng)研究了二維石墨烯薄膜對(duì)海馬神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)石墨烯不僅對(duì)神經(jīng)細(xì)胞具有良好的生物相容性，且對(duì)神經(jīng)突起發(fā)生和生長(zhǎng)具有顯著促進(jìn)作用。團(tuán)隊(duì)還同時(shí)開(kāi)展了對(duì)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(duì)石墨烯片層相互作用的影響。

 隨后，研究團(tuán)隊(duì)在中科院沈陽(yáng)金屬所成會(huì)明課題組報(bào)道的三維多孔狀碳材料研究工作基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出用作神經(jīng)干細(xì)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(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，還能夠在一定程度上誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞定向分化為功能神經(jīng)元。科研人員進(jìn)一步利用石墨烯碳材料良好的導(dǎo)電特性，對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞進(jìn)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(xì)胞移植治療等領(lǐng)域。

目前，該團(tuán)隊(duì)正在體外與體內(nèi)兩個(gè)層次上，進(jìn)一步開(kāi)展三維石墨烯支架上神經(jīng)元突觸形成、神經(jīng)信號(hào)傳遞、受損神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)等研究。

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