低濃度の ssDNA ラッピング単層カーボンナノチューブの取り込みを介して C17.2 神経幹細胞の分化を増強する。

Augmentation of C17.2 Neural Stem Cell Differentiation via Uptake of Low Concentrations of ssDNA-Wrapped Single-Walled Carbon Nanotubes.

• Massooma Pirbhai
• Swetha Chandrasekar
• Ming Zheng
• Tetyana Ignatova
• Slava V Rotkin
• Sabrina S Jedlicka

抄録

ナノ構造生体材料は、臨床画像化や遺伝子/薬物送達の分野で幅広く研究されていますが、その影響を調べる研究は限られています。しかし、非致死濃度でナノ材料が長期間にわたって細胞の挙動に及ぼす影響を調べた研究は限られている。本研究は、カーボンナノチューブが低濃度で細胞の挙動を増強できるかどうかを調べることを目的としている。単層カーボンナノチューブを、分化の異なる段階にある神経幹細胞に、5 ng mLという低濃度で導入した。結果は、この特定の細胞モデルでは、ナノチューブの取り込みはエンドサイトーシスによって媒介されることを示している。特に、分裂が活発な状態の細胞にナノチューブが導入されると、分化が促進される。ニューロン細胞集団の有意な増加が、対照試料と比較して観察される。この観察の背後にあるメカニズムはまだ解明されていないが、この研究は、低濃度の内在化ナノ材料が幹細胞株の分化プロファイルを有意に変化させることができることを示している。

Nanostructured biomaterials are extensively explored in clinical imaging and in gene/drug delivery applications. However, limited studies are performed that examine the influence that nanomaterials may have on cell behavior over long time scales at nonlethal concentrations. This study is designed to investigate whether carbon nanotubes are able to augment cell behavior at low concentrations. Single-walled carbon nanotubes are introduced to neural stem cells at different stages of differentiation at concentrations as low as 5 ng mL . Results demonstrate that in this particular cell model, nanotube uptake is mediated by endocytosis. Differentiation is augmented, especially when nanotubes are introduced to cells in an actively dividing state. Significant increases in neuronal cell population are observed over the control specimens. While the mechanisms behind this observation are yet unknown, this study demonstrates that low concentrations of internalized nanomaterials can significantly alter the differentiation profile of a stem cell line.

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