南方医科大学在微纳米马达再生医学领域取得新进展
发布时间：2021-02-23 00:30
火币网
近日，南方医科大学药学院在微纳米马达再生医学领域取得了新的研究进展。研究结果以“Wireless Manipulation of Magnetic/Piezoelectric Micromotors for Precise Neural Stem-Like Cell Stimulation（无线操纵磁控压电微马达精准刺激类神经干细胞）”为题，在化学类国际材料科学期刊Advanced Functional Materials （IF=15.621）在线发表。该工作是药学院与中山大学相互合作的成果。药学院涂盈锋教授、中山大学材料科学与工程学院彭飞教授为本文共同通讯作者。南方医科大学药学院硕士研究生刘璐为本文的第一作者。该研究受到国家自然科学基金、广东省青年珠江学者项目的支持。奈梅亨大学Daniela A. Wilson教授参与了本项研究，为论文的共同作者。
中枢神经再生一直是生物医学领域的重大课题。研究人员发现，除了不可分化的成熟神经细胞以外，中枢神经系统中仍存在着保持分化潜能的神经前体细胞即神经干细胞。如果能促使神经干细胞分化为神经细胞，替代受损的神经细胞，则有望修复神经回路。近几十年来，有研究人员利用不同的诱导手段如电和化学信号分子（神经营养因子）来诱导神经干细胞分化。然而，它们面临着有创，半衰期短，不可控等问题。因此，寻找更安全、更有效、更可控诱导神经干细胞分化的策略，仍然是神经生物医学的一大挑战。
为了解决这一难题，本文作者率先利用生物杂交技术构建了一类具有精准诱导类神经干细胞分化的多功能自驱动微纳米马达系统。通过在螺旋状马达系统中引入磁响应性材料，实现了马达在外加磁场下的精准运动，从而定点到达预定的类神经干细胞表面。将超声与压电材料相结合，利用超声所产生的机械应力来诱导马达表面的压电材料，使其产生直流电输出，从而促进细胞在刺激位点形成轴突并实现分化。这是目前世界上首个利用磁控压电功能来精准诱导类神经干细胞精准分化的报道。该体系巧妙地整合了可控运动、无创诱导神经干细胞分化等多种功能，在单细胞水平上实现了信号的精准输入，有望解决当前神经干细胞分化缺乏精准控制的挑战。
Lu Liu, Bin Chen, Kun Liu, Junbin Gao, Yicheng Ye, Zhen Wang, Ni Qin, Daniela A. Wilson, Yingfeng Tu*, and Fei Peng*.Wireless Manipulation of Magnetic/Piezoelectric Micromotors for Precise Neural Stem-Like Cell Stimulation. Adv. Funct. Mater. 2020, 1910108.