蘇州納米所石墨烯三維神經支架研究取得進展

　　石墨烯為單層或少層碳原子組成的低維碳納米材料，具有優異的理化性質，自2004年被發現以來，迅速成為材料科學與凝聚態物理等領域的研究前沿。同時，石墨烯展現出良好生物相容性，在生物醫學領域的應用近年來備受關注，已被成功用于細胞成像、藥物輸運、干細胞工程及腫瘤治療方面。

　　中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所程國勝研究員課題組采用細胞生物學、材料學等手段，系統研究了二維石墨烯薄膜對海馬神經元細胞發育的影響，發現石墨烯不僅對神經細胞具有良好的生物相容性，且對神經突起發生和生長具有顯著促進作用(Biomaterials 2011, 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 2013, 51, 164-173)。

　　近期，程國勝組研究團隊同中科院遺傳與發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上，成功開發新型石墨烯泡沫(Graphene foam)用于神經干細胞支架材料，并系統研究了石墨烯支架與神經干細胞的相互作用。結果表明，三維石墨烯支架不僅能促進神經干細胞的增殖，還能夠一定程度上誘導神經干細胞定向分化為功能神經元。進一步利用石墨烯碳材料良好的導電特性，對神經干細胞進行原位電刺激，誘導分化，獲得了可逆特性的鈣離子振蕩響應。該工作最近發表在Scientific Reports上(2013, 3,1604)，重點報道了三維石墨烯結構在神經組織工程及神經干細胞移植治療領域的應用潛力。目前，正深入開展在體外與體內二個層次上，三維石墨烯支架上神經元突觸形成、神經信號傳遞、受損神經細胞修復等研究。

　　該研究得到了科技部973項目、中科院干細胞與再生醫學先導專項、國家自然科學基金委國際合作項目資助。