近日，晶体材料国家重点实验室刘宏教授、仇吉川教授联合山东大学基础医学院周文娟教授及香港中文大学毛传斌教授提出了一种利用无线电刺激贴片包裹神经干细胞促进创伤性脑损伤修复的新方法，相关成果以“Wrapping stem cells with wireless electrical nanopatches for traumatic brain injury therapy”为题，发表于国际期刊Nature Communications（IF=14.7）。文章第一作者为晶体材料国家重点实验室2020级博士研究生王良和基础医学院博士研究生杜静怡，通讯作者为晶体材料国家重点实验室仇吉川教授、刘宏教授、基础医学院周文娟教授和香港中文大学毛传斌教授，山东大学为第一完成单位。

创伤性脑损伤是世界范围内导致死亡和残疾的主要原因之一。由于体内神经元无法再生，脑组织自愈合能力非常差，脑组织损伤后会形成空洞或被胶质瘢痕取代。神经干细胞是一种治疗脑损伤的潜在方案，但其在损伤微环境中自发分化为功能神经元比例较低，导致治疗效果受到很大限制。电刺激是治疗神经系统疾病和调控干细胞神经分化的一种有效措施。然而，传统的电刺激需要通过导线将电极和输出设备连接，这可能会导致额外的伤害、炎症和感染风险。此外，植入的干细胞在体内处于动态迁移状态，传统电极无法随细胞迁移施加精准刺激。针对上述问题，研究团队提出将石墨烯纳米片作为一种无线电刺激贴片包裹在细胞膜表面，利用电磁感应原理，使其在变化磁场中产生电信号原位刺激细胞膜表面受体。石墨烯纳米片通过电化学剥离法制备，表面修饰层粘连蛋白后，可以高效稳定地结合在细胞上并伴随细胞迁移。纳米贴片所产生的电刺激可以提高神经干细胞向功能性神经元的分化的速度和比例，并促进创伤性脑损伤小鼠脑组织的修复和记忆认知能力的恢复。以此论文为研究基础，文章第一作者博士研究生王良获得2023年国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）立项资助。

近年来刘宏教授和仇吉川教授团队在神经修复等医工交叉领域取得多项研究进展，成果先后发表于Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Soc. Rev., Adv. Funct. Mater., ACS Nano等刊物。相关工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家高层次青年人才计划、山东省自然科学基金、山东省泰山学者计划、山东大学和晶体材料国家重点实验室的大力支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51098-y#Abs1