神经细胞与纳米材料的相互作用.docx

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1、碳纳米管已经在神经组织工程的几个方面被用于探测和增强细胞的行为，以标记和追踪的亚细胞组分，并研究神经网络的发展和组织。最近的报告表明，碳纳米管能够维持和促进培养细胞的神经元网络的电活动，但它们会影响细胞功能的方法仍然知之甚少。这里，我们表明，用单细胞电生理技术，电子显微镜分析和理论模型，认为碳纳米管提高神经元的形成有可能有利于近端和神经元的末端隔室之间的电快捷细胞膜紧密接触的响应。我们提出了“电紧张假说”来解释细胞与纳米管之间的物理相互作用，以及如何碳纳米管可能会影响培养的神经元网络的集体电活动的机制。这些因素提供了一个视角，使我们能够预测的神

2、经元和碳纳米管之间或工程师的相互作用Carbonnanotubeshavebeenappliedinseveralareasofnervetissueengineeringtoprobeandaugmentcellbehaviour,tolabelandtracksubcellularcomponents,andtostudythegrowthandorganizationofneuralnetworks.Recentreportsshowthatnanotubescansustainandpromoteneuronalelectricalac

3、tivityinnetworksofculturedcells,butthewaysinwhichtheyaffectcellularfunctionarestillpoorlyunderstood.Here,weshow,usingsingle-cellelectrophysiologytechniques,electronmicroscopyanalysisandtheoreticalmodelling,thatnanotubesimprovetheresponsivenessofneuronsbyformingtightcontactsw

4、iththecellmembranesthatmightfavourelectricalshortcutsbetweentheproximalanddistalcompartmentsoftheneuron.Weproposethe‘electrotonichypothesis’toexplainthephysicalinteractionsbetweenthecellandnanotube,andthemechanismsofhowcarbonnanotubesmightaffectthecollectiveelectricalactivit

5、yofculturedneuronalnetworks.Theseconsiderationsofferaperspectivethatwouldallowustopredictorengineerinteractionsbetweenneuronsandcarbonnanotubes.在这里，我们鉴定了一类新的生物膜离子通道阻断剂称为单壁碳纳米管（单壁碳纳米管）。单壁碳纳米管直径分布最高达到≤0.9和1.3纳米，C60富勒烯，多壁碳纳米管（多壁碳纳米管），和hyperfullerenes（纳米“洋葱”），合成了几种技术和适用于异源表达在哺乳动

6、物细胞中不同的信道类型。外部的，捏造和纯化的单壁碳纳米管受阻K·通道亚单位中的剂量依赖性。堵塞是依赖于所使用的纳米颗粒的形状和尺寸，并不需要任何电化学相互作用。单壁碳纳米管比球形富勒烯更有效，而为两个，直径是决定因素。这些调查结果推断的新用途用于生物应用的单壁碳纳米管和提供意想不到的见解的理事离子通道的相互作用机制当前视图与阻断分子Hereweidentifyanovelclassofbiologicalmembraneionchannelblockerscalledsingle-walledcarbonnanotubes(SWNTs).SWN

7、Tswithdiameterdistributionspeakedat0.9and1.3nm,C60fullerenes,multiwallnanotubes(MWNTs),andhyperfullerenes(nano-“onions”)weresynthesizedbyseveraltechniquesandappliedtodiversechanneltypesheterologouslyexpressedinmammaliancells.Externalas-fabricatedandpurifiedSWNTsblockedKchann

8、elsubunitsinadose-dependentmanner.Blockagewasdependentontheshapeanddimensio