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，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，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)用近年來備受關(guān)注，已被成功用于細(xì)胞成像、藥物輸運、干細(xì)胞工程及腫瘤治療方面。

　　中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所程國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)石墨烯不僅對神經(jīng)細(xì)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(jìn)作用（Biomaterials 20, 32, 9374-9382）。課題組同時開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石墨烯片層相互作用的影響（Carbon 203, 5, 64-73）。

　　近期，程國勝組研究團(tuán)隊同中科院遺傳與發(fā)育研究所戴建武組合作，在中科院沈陽金屬所成會明課題組報道的三維多孔狀碳材料工作基礎(chǔ)上，成功開發(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），重點報道了三維石墨烯結(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，正深入開展在體外與體內(nèi)二個層次上，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(xì)胞修復(fù)等研究。

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