研究前沿：氧化石墨烯电极 | Nature Nanotechnology

星形胶质细胞Astrocytes，通过钙信号维持体内平衡和认知功能，这一过程在脑部疾病中发生改变。目前的生物电子工具是为研究神经元而设计的，不适用于控制星形胶质细胞中的钙信号。

今日，意大利国家研究院博洛尼亚有机合成和光反应研究所(L’Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività）Roberta Fabbri，Emanuele Treossi, Roberto Zamboni, Vincenzo Palermo & Valentina Benfenati等，在利用涂有氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的电极，对星形胶质细胞进行电刺激，分别诱导了对钙的缓慢反应（由外部钙内流介导）和急剧反应（完全由细胞内储存的钙释放引起）。

研究表明，底物的不同电导率，影响细胞-电解质或细胞-材料界面的电场，有利于体外和离体的不同信号事件。膜片钳、电压敏感染料和钙成像数据支持所提出的模型。总之，为神经科学和生物电子医学的直接研究，提供了一种简单的工具，以选择性地控制大脑星形胶质细胞中不同的钙信号。

Graphene oxide electrodes enable electrical stimulation of distinct calcium signalling in brain astrocytes.
氧化石墨烯电极，实现了电刺激大脑星形胶质细胞中的不同钙信号。

图1: 涂有氧化石墨烯graphene oxide，GO和还原氧化石墨烯reduced rGO电极，使星形胶质细胞中钙信号的电刺激成为可能。

图2: GO/rGO涂层的刺激引起不同Ext-Ca2+和Int-Ca2+动力学。

图3:GO/rGO-星形胶质细胞界面的生物电模型。

图4: 在脑片星形细胞胞体和过程中，通过GO/rGO的电刺激，引起S型和P型Ca2+信号。

图5: GO和rGO刺激，对体外星形胶质细胞和神经元GPCR信号传导影响。

文献链接

Fabbri, R., Scidà, A., Saracino, E. et al. Graphene oxide electrodes enable electrical stimulation of distinct calcium signalling in brain astrocytes. Nat. Nanotechnol. (2024).

https://doi.org/10.1038/s41565-024-01711-4

https://www.nature.com/articles/s41565-024-01711-4

本文译自Nature。