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論文標題
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超奈米微晶鑽石薄膜對於神經幹細胞的誘導分化與調控
Induction and regulation of differentiation in neural stem cells on ultra-nanocrystalline diamond films
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主要作者
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陳盈潔*、戴念華*、邱英明**、李東慶**、林諭男§
*清華大學材料與工程學研究所
**國家衛生研究院細胞及系統醫學研究所
§淡江大學物理系
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內容摘要
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本研究針對超奈米微晶鑽石薄膜(UNCD)對於神經幹細胞(NSCs)的誘導分化與調控進行研究，發現超奈米微晶鑽石薄膜可以間接控制與誘導神經幹細胞分化成為神經元，相關的細胞內與細胞外訊息傳遞機制同時也被研究。此項研究結果剛被國際期刊Biomaterials 所接受。
本研究主要探討超奈米微晶鑽石與神經幹細胞的相互作用，以提升鑽石在生物材料的應用。利用普通的培養皿 (PS) 作為對照組，探討經過氫氣電漿改質超奈米微晶鑽石薄膜對神經幹細胞分化的細胞訊息傳遞機制。當神經幹細胞在低血清的培養環境下，經過氫氣改質的超奈米微晶鑽石(H)會誘導神經幹細胞往神經元分化，研究發現培養在超奈米微晶鑽石薄膜上的神經幹細胞，其重要蛋白pERK1 / 2與 pFAK被激發且表現量高於培養於普通的培養皿(圖a)。進一步我們分別使用可直接抑制蛋白MAPK/ERK1/2信號傳遞的化學物質U0126與功能性阻斷細胞外介質受體β1的化學分子，發現都能夠成功抑制蛋白pERK1 / 2的活性。這研究證明，細胞外介質受體β1也參與了氫氣改質超奈米微晶鑽石誘導神經幹細胞的分化。此研究成果揭示細胞訊息傳遞的機制，說明了當神經幹細胞接觸、黏附到氫氣改質的超奈米微晶鑽石薄膜時會激發蛋白pFAK，並開始 蛋白MAPK/ERK1/2信號傳遞，進而誘導神經幹細胞分化成為神經元 (圖b)。這些研究成果提升了超奈米微晶鑽石薄膜作為生物材料應用在中樞神經系統移植與組織工程的潛力。
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