中科院蘇州納米所石墨烯三維神經(jīng)支架研究取得進(jìn)展

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)，迅速成為材料科學(xué)與凝聚態(tài)物理等領(lǐng)域的研究前沿。同時(shí)，石墨烯展現(xiàn)出良好生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用近年來(lái)備受關(guān)注，已被成功用于細(xì)胞成像、藥物輸運(yùn)、干細(xì)胞工程及腫瘤治療方面。

　　中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所程國(guó)勝研究員課題組采用細(xì)胞生物學(xué)、材料學(xué)等手段，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（Biomaterials 20, 32, 9374-9382）。課題組同時(shí)開(kāi)展了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（Carbon 203, 5, 64-73）。

　　近期，程國(guó)勝組研究團(tuán)隊(duì)同中科院遺傳與發(fā)育研究所戴建武組合作，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工作基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)新型石墨烯泡沫（Graphene foam）用于神經(jīng)干細(xì)胞支架材料，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。結(jié)果表明，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。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，誘導(dǎo)分化，獲得了可逆特性的鈣離子振蕩響應(yīng)。該工作zui近發(fā)表在Scientific Reports上（203, 3,604），重點(diǎn)報(bào)道了三維石墨烯結(jié)構(gòu)在神經(jīng)組織工程及神經(jīng)干細(xì)胞移植治療領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。目前，正深入開(kāi)展在體外與體內(nèi)二個(gè)層次上，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(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委合作項(xiàng)目資助。