微流控芯片技術構建多重誘導神經芯片模型

神經系統發育是一個高度動態和極其復雜的過程。建立體外仿生的組織細胞外微環境，探索和理解這些錯綜復雜的神經發育過程對神經科學、發育生物學及臨床醫學都具有極大的科學研究與應用價值。然而，目前國內外學者研究主要集中于單因素誘導的神經發育，對于多誘導因素參與的神經系統發育微環境體外構建及其技術與方法，還有待進一步解決。

中南大學劉文明課題組和西北農林科技大學王進義課題組針對這一問題，采用微流控芯片技術，并通過在特定微管道內引入水凝膠材料，成功實現了不同生化分子在不同方向濃度梯度發生的微尺度、時間與空間控制，驗證了多向水凝膠屏障可滿足芯片內快捷、穩定、長時間的單一線性和雙輻射化學濃度梯度的無剪切力發生；進一步，基于微流控精確流體操作，完成了芯片內的鼠原代皮質神經元培養，并使其保持高活性、代表性神經元表型和神經突起生長及延伸；重要的是，通過實驗研究證實了該芯片模型可用于神經導向吸引與排斥因子梯度共存微環境下的軸突導向研究。該研究建立的微流控多梯度芯片為探究神經發生、發展及再生提供了一很好的微尺度操作與分析原型平臺。研究者認為，這一方法學進展有助于優化設計和仿生構建可時空控制的多重濃度梯度組織微環境系統，在神經生物學、腫瘤學、炎癥、及****醫療等領域均具有重要的應用研究潛力。