【摘 要】
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神经系统疾病和感音神经性聋多数是由于神经元的不可逆损伤造成的,而身体对神经元的修复能力差,临床上也没有好的治疗方法,因此干细胞移植治疗成为了研究的重点。石墨烯薄膜（Two-dimensional graphene film,2DG）是由碳原子以sp2轨道键合形成的二维碳纳米材料,三维石墨烯泡沫（Three-dimensional graphene foam,3DG）,是一种互连多孔的三维结构,有着
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神经系统疾病和感音神经性聋多数是由于神经元的不可逆损伤造成的,而身体对神经元的修复能力差,临床上也没有好的治疗方法,因此干细胞移植治疗成为了研究的重点。石墨烯薄膜（Two-dimensional graphene film,2DG）是由碳原子以sp2轨道键合形成的二维碳纳米材料,三维石墨烯泡沫（Three-dimensional graphene foam,3DG）,是一种互连多孔的三维结构,有着稳定的化学性质,良好的导电性和生物相容性,而神经细胞是一种电生理活动细胞,因此石墨烯材料适合用于神经干细胞体外培养支架。目前已有研究说明3DG作为体外神经干细胞（Neural stem cell,NSC）培养支架,不仅可以支持神经干细胞生长,使细胞处于更活跃的增殖状态,然而这些的具体机制尚不清楚。代谢组学是涉及代谢物变化过程的科学研究,新陈代谢和细胞生理条件的变化密切相关,而目前没有这方面的研究报道。此外,线粒体为细胞生命活动提供能量和维持钙稳态,线粒体的动态变化与疾病的发生和治疗密切相关。本研究在组织培养的普通材料聚苯乙烯（Tissue culture of common material polystyrene,TCPS）,2DG和3DG上增殖培养胎鼠海马神经干细胞,通过免疫荧光检测,代谢组学分析以及相关基因的定量分析,阐述了不同材料对神经干细胞的调控作用。主要的研究内容和结果如下:1.采用免疫荧光染色,明确所提取的细胞为神经干细胞以及石墨烯可促进神经干细胞增殖;2.利用气相色谱质谱联用仪（Gas chromatography mass spectrometry,GC-MS）进行了非靶向代谢组分析,结合多元统计学分析表明,在3DG上培养的神经干细胞比2DG和TCPS组有更明显的代谢扰动,不同的支撑材料会对干细胞的代谢系统产生影响,从而最终对干细胞生理状态产生调控作用;3.利用qRT-PCR分析了 2DG和TCPS组线粒体相关因子ATP5B和PGC-1α等的差异表达。COXⅡ基因在石墨烯组较普通玻片组表达水平有着显著升高,而ANT1,ATP5B,COX Ⅳ,Cyt C,PGC-1a,NRF-1和 TFAM基因表达量无显著变化。总之,三维石墨烯和二维石墨烯在代谢水平对神经干细胞有着一定的调控作用,而代谢相关基因COXⅡ有着显著差异,可能是石墨烯影响神经干细胞生长的靶点,为石墨烯作为生物支架和干细胞移植治疗神经疾病提供了新的依据和视角。
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