2019年4月18日，同济大学康九红教授、杨晓伟教授课题组合作在《Advanced Science》 （IF：12.441）上在线发表了题为“Structurally Tunable Reduced Graphene Oxide Substrate Maintains Mouse Embryonic Stem Cell Pluripotency”的研究论文。该研究揭示了还原氧化石墨烯（RGO）基底可以通过促进E-cadherin介导的细胞-细胞相互作用和Wnt信号来维持胚胎干细胞的多能性。

      胚胎干细胞因具有多系分化潜能，在疾病模型、组织工程、生物医学基础研究等方面有很大的应用潜能。但是胚胎干细胞在体外容易分化，丧失其多能性。体外常规培养胚胎干细胞一般使用动物源的滋养层细胞或细胞外基质，生物成分不明确，可能引起胚胎干细胞的致病和免疫反应，妨害其临床应用。而无异种基因且成分明确的生物材料基底恰好可以弥补这一缺点。本研究利用RGO独特的性能（例如易进行表面修饰、极高的化学稳定性、良好的弹性和高强度等等），设计合成了不同孔径和含氧基团含量的RGO基底，旨在研究体外无feeder条件下，不同物理和化学性能的RGO基底对胚胎干细胞的细胞行为及命运的影响，还探讨了RGO基底维持胚胎干细胞多能性的相关机制。研究发现，含氧基团含量最高的、30μm孔径的RGO基底不仅促进胚胎干细胞粘附增殖，还可以长期保持胚胎干细胞的多能性，且不牺牲其自我更新能力和多系分化潜能。经过信号通路抑制剂修饰RGO基底和构建干扰细胞系等实验，本研究第一次证明了RGO基底通过调控E-cadherin/Wnt信号来维持胚胎干细胞的多能性。此外，RGO拥有良好的导电性和表面易修饰的特性，可以为未来研究电刺激和信号通路蛋白修饰双重调控干细胞行为（特别是电刺激相关通路）提供理想的支架材料。