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神(shen)經(jing)元的(de)(de)軸突需(xu)要精確連接到靶位(wei)點形成突觸(chu)，是神(shen)經(jing)網絡系(xi)統構建的(de)(de)結構基礎。軸突如何高(gao)效、準確地(di)定位(wei)靶細胞從而形成突觸(chu)始終(zhong)是神(shen)經(jing)科(ke)學(xue)的(de)(de)研究(jiu)重點。近期，中國科(ke)學(xue)院物理研究(jiu)所和浙江大(da)學(xue)的(de)(de)科(ke)研人員，通過構建體外準三(san)維模型模擬體內神(shen)經(jing)系(xi)統微環境，發現(xian)細胞外基質(extracellular matrix, ECM)傳(chuan)遞的(de)(de)力學(xue)信(xin)號可以精確地(di)引導神(shen)經(jing)元遷移和軸突延伸。研究(jiu)成果(guo)發表在《Advanced Functional Materials》期刊上，標題為“Fibrous Viscoelastic Extracellular Matrix Assists Precise Neuronal Connectivity”。

研(yan)究(jiu)團隊以(yi)(yi)Ⅰ型(xing)膠(jiao)原蛋白(bai)為(wei)材料構建體外準三維模型(xing)，同(tong)時結合新開發(fa)的(de)(de)(de)無標記(ji)牽引(yin)力顯微(wei)技術(shu)，發(fa)現神(shen)(shen)(shen)經元可(ke)以(yi)(yi)遠距(ju)離(li)地(di)相互感知，并(bing)通過ECM傳導(dao)的(de)(de)(de)力學信(xin)號(hao)(hao)引(yin)導(dao)神(shen)(shen)(shen)經突觸的(de)(de)(de)相向(xiang)延伸和神(shen)(shen)(shen)經元的(de)(de)(de)相向(xiang)遷移(yi)(yi)，實現神(shen)(shen)(shen)經元細(xi)胞間(jian)的(de)(de)(de)精準對接(jie)。研(yan)究(jiu)人員通過顯微(wei)操作系統控制微(wei)針，對細(xi)胞附近的(de)(de)(de)ECM直接(jie)施加(jia)力學刺激，用于模擬臨近細(xi)胞的(de)(de)(de)牽引(yin)力，結果顯示神(shen)(shen)(shen)經元能夠響應外部力學信(xin)號(hao)(hao)，向(xiang)著信(xin)號(hao)(hao)源方向(xiang)伸長(chang)和遷移(yi)(yi)。進一步(bu)研(yan)究(jiu)發(fa)現，神(shen)(shen)(shen)經元對力學信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)響應依賴于膜上力學敏感通道(dao)蛋白(bai)的(de)(de)(de)激活以(yi)(yi)及胞內鈣(gai)信(xin)號(hao)(hao)濃度升(sheng)高。

該研究為(wei)突觸(chu)發育的(de)研究帶來(lai)新思路(lu)，并為(wei)神(shen)經科(ke)學(xue)領域生物材料的(de)構建提供(gong)參考。

注(zhu)：此研究成果摘自《Advanced Functional Materials》雜志(zhi)，文章內容(rong)不代表本網站(zhan)觀點和立(li)場，僅供參(can)考。

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