前沿透视：超声驱动间充质干细胞神经分化 - 压电电子学效应的生物应用

由老龄化、心脑血管疾病、创伤性脑损伤等引起的神经退行性疾病已成为世界性的社会问题。功能性神经元的缺失是神经功能障碍疾病的主要发病机制。然而有研究表明，人类成年后海马体不再产生新的神经元细胞，这意味着不能使用内源性神经元细胞自体治愈神经退行性疾病或其他神经损伤等问题。济南大学前沿交叉科学研究院(iAIR)刘宏教授、王金刚教授团队设计了一种基于压电电子学的超声驱动电刺激信号——铁离子协同作用诱导间充质干细胞神经分化的策略，利用静电纺丝技术与水热反应制备出具有优良压电性的FeOOH/PVDF纺丝纤维膜。该策略利用FeOOH/PVDF纺丝纤维膜优异的压电性，在没有添加任何生长因子的前提下，使用外场超声波信号引起FeOOH/PVDF纺丝纤维膜发生形变，进而使得FeOOH/PVDF纺丝纤维膜表面产生电刺激信号，同时利用超声促进铁离子的缓释作用，有效的促进了干细胞脑源性神经营养因子（BDNF）的表达。利用电信号与铁离子协同作用诱导间充质干细胞神经分化，不仅在基因与分子水平上证实了其转分化的可能，并且通过钙火花实验证明，分化后的神经元细胞具有一定的功能。

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DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106192

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