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瑞典隆德大学的研究人员最近开发了一种人工三维(3D)电活性人类神经网络1．Albin Jakobsson和Maximilian Ottesson的团队在通过利用改进的静电纺丝技术合成的无毒，可生物相容性和生物相容性低密度聚-ε-己内酯（PCL）纤维支架上的脑中的神经祖细胞。通过利用改进的静电纺丝技术合成2,3．
静电纺丝是一种静电纤维制造技术，其中从2纳米（Nm）到几微米（mm）测量的纳米级纤维由在由天然和合成聚合物的溶液或熔体组成的溶液或熔体上的施加中产生2．
由于其在组织工程、生物传感器、过滤、伤口敷料、药物传递和酶固定化等方面的潜在应用，这种相对强大和简单的技术吸引了研究人员2．
通过静电纺丝技术产生的纳米纤维的意大利面基质更与通常采用平面实验室玻璃盘的传统细胞培养方法相比，通过静电纺丝技术产生更紧密地类似于人体内存在的细胞外基质（ECM）组分1．
通过该技术产生的纺丝纤维提供了各种优点，包括高表面积与体积比，可调孔隙率和定制纳米纤维组合物的能力，以获得各种性能和功能3.．
神经元网络的3D建模在基于细胞的神经科学研究中具有很大的希望，以进一步了解中枢神经系统（CNS）的发育和功能以及其相应疾病。欧洲杯线上买球神经细胞与ECM之间的相互作用在CNS的适当开发和功能中发挥着关键作用3.．ECM通过调节发育过程中关键的细胞功能，如迁移、分化和突触形成，在维持体内平衡方面尤为重要3.．
在使用传统实验室技术在二维平面实验室培养皿培养的脑细胞中，神经细胞生长在胶质细胞的支持鞘上，产生异常的细胞-细胞接触和网络形成3.．这种神经和胶质细胞的这种布置，因为不同的层与存在在实际脑组织中存在的这些细胞的混合布置不相同3.．
为了解决这个问题，研究人员试图开发一种3D神经元模型，其中细胞模仿真正的脑组织。早期的研究表明，与传统的2D培养相比，基于细胞 - 聚集培养物以及水凝胶的3D神经元培养物以及水凝胶具有改善的细胞存活，不同的分化模式，较长的神经岩产物，与传统的2D培养物相比，较高密度网络的形成。
基于以前的研究，Lund研究团队采用了一种改进的静电纺丝方法，该方法利用了一系列已批准用于医疗目的的聚合物，以产生3D ECM模拟支架。使用这种聚合物的优点可能促进与在人脑中发生的类似的神经元生长3.．
虽然标准静电纺丝方法通常产生致密且紧密填充的纤维网，但可导致细胞浸润和整合较差，而该基团采用的改进的静电纺丝方法产生高度多孔，低密度的纤维支架，其保持互连孔隙3.．
Albin Jakobsson的团队设计并测试了一种新型收集器，该集电器由安装在非导电底座上的金属针的凹形阵列组成，以克服通常由平坦和静电收集器产生的紧凑件的层效应。
评估生成的未压缩的低密度PCL纤维支架，以促进人神经祖细胞（HNPC）生长的能力。培养到3D PCL支架上的神经细胞的几个参数3.包括细胞存活、浸润、表型分化和形态功能的评估，并与对照组、传统的神经前体细胞二维培养进行比较3.．
扫描电子显微镜（SEM）图像确认，通过使用金属探针收集器的新的和改进的静电纺丝技术产生的3D PCL纤维似乎是未压缩的，这与通常在使用标准静电纺丝技术之后通常产生的压缩纤维的压缩纤维不同标准的平板集电极3.．
在共聚焦显微镜下，3D培养20天的HNPC显示胶质细胞和神经元细胞融合，而2D培养显示在支持胶质细胞的顶部有一层神经元细胞3.．此外，在2D和3D底物中培养的HNPC的共聚焦图像，其中β-丁蛋白细胞骨架用德克萨斯红染色，表明在3D基板内仅发生Z方向的细胞浸润和神经突延伸3.．
表型分析使用免疫组织化学(包含IHC)和免疫印迹分析还表明,HNPC 2 d基质培养显示巢蛋白的表达增加,表明许多细胞还在一个不成熟的发展阶段,这是与3 d的HNPC培养基质,它小得多的大量的巢蛋白表达3.．
从该研究获得的数据确定了未压缩的低密度纳米纤维3D支架能够充分支持HNPC和其他功能神经元网络的成熟。该研究表明，新的静电纺丝技术可以开辟细胞培养物的新机会，以模仿这些细胞的自然环境，因此允许有效地测试潜在的药物候选者。
参考资料
- “细胞在'意大利面'中生长更自然。”phys.org.．2017年3月27日。网络。https://phys.org/news/2017-03-cells-naturally-paghetti.html.．
- Bhardwaj，Nandana和Subhas C. Kundu。“静电纺丝：一种迷人的纤维制造技术。”生物技术进步28.3（2010）：325-47。网络。
- 阿尔明jakobsson等。在未压缩低密度电纺纤维支架中的三维功能人神经元网络，纳米医学:纳米技术、生物学和医学（2017）。
- 图像信用：shutterstock.com/pixelparticle
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