研究前沿:氧化石墨烯电极 | Nature Nanotechnology

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查看222 | 回复0 | 2024-7-27 12:10:57 |阅读模式
星形胶质细胞Astrocytes,通过钙信号维持体内平衡和认知功能,这一过程在脑部疾病中发生改变。目前的生物电子工具是为研究神经元而设计的,不适用于控制星形胶质细胞中的钙信号。

今日,意大利国家研究院博洛尼亚有机合成和光反应研究所(L'Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività)Roberta Fabbri,Emanuele Treossi, Roberto Zamboni, Vincenzo Palermo & Valentina Benfenati等,在利用涂有氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的电极,对星形胶质细胞进行电刺激,分别诱导了对钙的缓慢反应(由外部钙内流介导)和急剧反应(完全由细胞内储存的钙释放引起)。

研究表明,底物的不同电导率,影响细胞-电解质或细胞-材料界面的电场,有利于体外和离体的不同信号事件。膜片钳、电压敏感染料和钙成像数据支持所提出的模型。总之,为神经科学和生物电子医学的直接研究,提供了一种简单的工具,以选择性地控制大脑星形胶质细胞中不同的钙信号。


Graphene oxide electrodes enable electrical stimulation of distinct calcium signalling in brain astrocytes.
氧化石墨烯电极,实现了电刺激大脑星形胶质细胞中的不同钙信号。


图1: 涂有氧化石墨烯graphene oxide,GO和还原氧化石墨烯reduced rGO电极,使星形胶质细胞中钙信号的电刺激成为可能。

图2: GO/rGO涂层的刺激引起不同Ext-Ca2+和Int-Ca2+动力学。

图3:GO/rGO-星形胶质细胞界面的生物电模型。

图4: 在脑片星形细胞胞体和过程中,通过GO/rGO的电刺激,引起S型和P型Ca2+信号。

图5: GO和rGO刺激,对体外星形胶质细胞和神经元GPCR信号传导影响。
文献链接
Fabbri, R., Scidà, A., Saracino, E. et al. Graphene oxide electrodes enable electrical stimulation of distinct calcium signalling in brain astrocytes. Nat. Nanotechnol. (2024).
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01711-4
本文译自Nature。
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