人造分子

1.德州大學西南醫學中心研究人員認為，新研究成果有望在未來讓人類自身神經幹細胞在體外經過培養併發育成熟，然後作為工作神經細胞植入人體內治療不同的疾病。

研究人員表示，新的研究成果為神經再生醫學和腦癌症化學療法提供了重要的基礎。相關論文將發表在6月17日《自然—化學生物學》雜誌上。研究人員相信，小分子的產生使得人們能夠揭示神經細胞成熟的某些生化步驟，同時它還向人們顯示，大規模的化合物篩選有助於人們開發治療諸如遺傳性慢性舞蹈病、腦損傷或癌症等疾病的藥物。

據悉，研究人員的新成果基於另外一項的實驗。在那項實驗中，為了解哪些化合物能夠刺激培養基中的、取自嚙齒動物胚胎的幹細胞轉化成心臟細胞，研究人員篩選了14.7萬個化合物。意想不到的是，通過實驗他們發現了5種能夠刺激細胞變成神經細胞形式的分子。隨後，研究人員開發出了這些分子的“變異型”化合物——Isx-9。因為該分子能在濃度相當低的情況下發揮作用，同時更容易溶入水，所以它比最初發現的5種分子更有效。

研究人員表示，分佈在大腦不同區域的神經幹細胞有能力轉化成不同類型的細胞，而不僅僅局限於神經細胞。研究中，他們在培養取自嚙齒動物大腦海馬體部位的神經幹細胞時，加入了化合物Isx-9，結果神經幹細胞聚集起來並形成了神經突，這是神經細胞在體外培養基中生長所具有的典型特徵。此外，化合物Isx-9同時還能阻止幹細胞發育成非神經細胞，並且比其他神經元物質在刺激神經細胞發育方面更有效。

數十年來，神經系統學家相信成年哺乳動物大腦不能生長新的神經細胞，並認為學習和記憶是大腦在已存在的細胞中建立新的連接。謝博士表示，不過，人們現在知道成年人的大腦仍在不斷地產生新的神經細胞。在大腦內參與學習和記憶的海馬體中，幹細胞發育成神經細胞的速率達到每天數千個。

科學家曾發現當一個成熟的神經細胞向幹細胞發射一個稱為神經傳遞素的化學信號后，未成熟的細胞開始發育成熟。但是，他們並不了解這其中所涉及的生化通道或基因。研究人員認為，人們認識中存在的鴻溝在於如何控制幹細胞。對神經幹細胞而言，Isx-9的作用類似於神經傳遞素。採取有化合物參與的幹細胞人工培養方法，科學家找到了一個幹細胞開始發育成神經細胞的生化通道。研究人員計劃下一步將化合物Isx-9用於大量不同RNA的組合實驗，以了解化合物對哪些基因有作用。

2.2020年9月，復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室教授聶志鴻團隊近日提出了一種新的“人造分子”製備方法，給納米粒子塗上一層聚合物，利用化學反應控制它們“變”出互補結構，彷彿一團毛線般按照特定的形狀糾纏在一起。相關論文發表在9月11日的世界頂級學術期刊《科學》（Science）上，題為《化學計量反應控制下的自限性納米粒子定向鍵合》（Self-limiting Directional Nanoparticle Bonding Governed by Reaction Stoichiometry）。人造分子可能在感測、催化、超材料和光電器件等領域孕育出有價值的新材料。下一步，聶志鴻團隊將著力於程序化構建更為複雜多樣的“人造分子”，深入研究各種納米“人造分子”材料的物理性質，同時，團隊也將關注新材料的智能化響應問題，提升材料的可控性。