Advanced Biosystems:自组装C60富勒烯奈米薄片上培养细菌视紫质转染的人类纤维母细胞之光遗传学调控和重新编程
富勒烯具有特殊的结构与光电性质并引起了人们极大的研究兴趣，在生医材料上的应用非常广泛，包括组织工程、细胞培养、显影技术等，我们可以同时结合高表现性的细菌视紫质(highly expressible bacteriorhodopsin, HEBR)之光敏蛋白，增加其光电性质。如果能将C60富勒烯奈米薄片作为细胞培养之基板，并将HEBR蛋白转入细胞中，使细胞具有光感的氢离子通道帮浦，来调控电荷敏感型细胞之行为，可以进一步作为治疗一些神经疾病之模型，建立有效之神经治疗方法。
台湾大学高分子科学及工程学研究所徐善慧与合作者针对将C60富勒烯作为培养基材，结合透过绿光刺激的HEBR，发现可以促进人类纤维母细胞在7天内重新编程并分化成类神经细胞。
细胞干性可以通过环境压力因素诱导，如酸度，而轻度酸性刺激可能促进细胞重新编程。在该团队的研究中，将质子帮浦（HEBR）转染到细胞中，当用绿光照射转染HEBR的纤维母细胞时，HEBR将从细胞中帮浦出质子，会导致细胞内外瞬间pH值的变化。瞬时的pH值变化得已使得HEBR转染的纤维母细胞增加干性。稳定的电子共振结构在许多文献中也提到会促进神经干细胞走向神经细胞的增生和分化，而C60奈米薄片中的自由电子也具有稳定的共振结构。将HEBR质体转染至人类纤维母细胞中，转染后的纤维母细胞在光刺激后显示出更高的多能性，也使得受到转染的细胞允许利用光调节细胞表型的改变，并且将转染的细胞在富勒烯自组装奈米薄片上生长，该研究团队发现，在绿光的照射下，于C60奈米薄片上生长的HEBR转染的纤维母细胞能够分化成类神经细胞，因此作为细胞培养基材的C60奈米薄片可以为神经疗法提供更有效的光遗传学方法。HEBR和C60奈米薄片的整合可用于调节人类纤维母细胞成为类神经细胞，这在未来可在神经修复中具有潜在的应用。
相关结果发表在Advanced Biosystems（DOI: 10.1002/adbi.201800254）上。
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