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            萬用材料石墨烯又有新應用,能用來強化神經訊號傳遞

            發表于: 2018-04-01 13:24:32 文章來源:青島晨陽石墨有限公司

              
              石墨烯是由碳原子排列的正六角形所組成,是具有彈性卻十分堅固的平面薄膜,也是迄今發現電阻最小的材料。

              跨界材料科學研究生、同時也是本篇論文第一作者的KristinaKitko表示:“我們觀察到生長在石墨烯上的神經元發射頻率有明顯增加,這件事大大激起我們的好奇心,于是我們想以更具針對性的方式測量突觸前神經元的活性。

              直到2004年英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆(AndreKonstantinGeim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)成功將石墨烯從石墨中分離出來以前,石墨烯一直被認為是假設性的結構,而他們兩人也因這個具開創性的實驗而共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

              研究人員意識到石墨烯可能參與神經細胞膜的作用,而細胞膜主要由膽固醇組成,因此下一個要研究問題的是:“膽固醇有可能參與其中嗎?”于是他們想到了控制細胞膜上的膽固醇。

              科學家總是對石墨烯的應用寄予厚望,或許有朝一日大腦神經元神經遞質的運送方式和膽固醇的作用關系,能借由石墨烯來解答。而結果令我們大感訝異:石墨烯竟然能使突觸前神經訊號增強!”

              范德比大學醫學院藥理學助理教授QiZhang博士表示:“石墨烯不僅可以成為輸送藥物的良好載體,甚至還可能具有潛在的藥物療效。

              這項研究被發布在2018年2月23日的《自然通訊》(NatureCommunications)雜志。

              石墨烯會使神經細胞吸收更多膽固醇,而這些脂質類會被用來制造更多包裹神經遞質的囊泡。文中提到研究人員可以借由改變石墨烯的多寡來操縱細胞中膽固醇的含量,再進一步了解細胞之間傳遞訊息的方式。”于是研究人員讓神經細胞生長在石墨烯上,以便后續實驗進行。
              膽固醇對細胞而言是很重要的基本組成物質,也會參與某些藥物的作用,研究人員發現石墨烯會影響G蛋白偶合受體(一類膜蛋白受體的統稱,目前已有一半以上的藥物都會以此受體為標靶來和細胞結合),其過程中許多作用的活性是受膽固醇調控。盡管石墨烯從被發現至今不到20年,但它正在改變包含組織工程、神經義肢(neuroprosthetics)和藥物研發在內的生物醫學領域。神經遞質是在不同神經細胞間傳遞訊號的化學信使,因此當越多囊泡被制造,便代表有更多的神經遞質被傳遞,產生更強神經訊號。當美國范德比大學(VanderbiltUniversity)的科學家試著利用石墨烯來測量大腦的電氣活動時,發現它實際上會增強神經細胞傳遞的訊號。

              由于石墨烯具有易導電性和導熱性,所以是很好的生物感測器,然而最近科學家卻發現它并非電中性。