神经细胞分化受外界物理环境因素（机械强度、形貌及生物功能配体等）的影响,而水凝胶可以模仿细胞外环境并促进神经细胞分化。近年来纳米材料的出现为神经损伤的治疗提供了一种有效策略。研究人员通过组织工程方法在水凝胶内植入了纳米级支架,具有支持和促进神经细胞和轴突的生长的作用。对于人工纳米合成材料,有化学合成复杂、成本高且污染严重的缺点,因此我们选用一种天然无机材料硅藻壳,它的突出特点是经硅藻矿化可形成高度精密的微纳米多孔有序结构,具有高表面积、良好的机械强度和优异的生物相容性。此外,天然多肽水凝胶具有与细胞外基质（ECM）类似的物理环境,符合理想生物材料基质支架标准,可应用于神经细胞分化的研究。其中酶促交联的多肽水凝胶,一方面由于共价键的引入,能够提升机械强度,另一方面将生物活性序列（如RGD）修饰在材料表面,使水凝胶具有一定生物活性。本论文中,采用氧化法成功提取海洋生物硅藻的细胞壁-硅藻壳,将其作为二维基底材料用于诱导神经细胞的分化;同时,将提取的硅藻壳混合在酶促交联水凝胶内部构建硅质壳-多肽复合水凝胶体系,提高多肽水凝胶的机械强度同时用于支持神经细胞生长、分化,主要研究内容如下:（1）利用H2O2/HCl氧化法提纯得到有机质去除率高,结构完整的硅藻壳。应用红外光谱仪,显微镜等手段分析纯化的硅藻壳的组成,证明硅藻壳是一种主要由无机Si O2组成的精密的微纳米多孔圆盘状结构。（2）制备硅藻壳二维基底材料,培养神经细胞（SH-SY5Y）,分别考察基底的生物相容性、对神经细胞形态、轴突长度及细胞增殖率的影响、RT-PCR分析细胞分化相关基因,结果均表明硅藻壳基底在诱导神经细胞分化具有一定的优势,分化率最高可达70%,其可能的原因是硅藻壳具有精密的微纳米Si O2结构,造成了基底形貌差异,改变了细胞生长的外界环境。（3）通过TGase催化,构建I4K2（Ac-I4K2-NH2）与生物活性功能性多肽RGD（Ac-Q3GRGDS-COOH）酶促交联水凝胶,探讨其对神经细胞分化的影响。研究结果表明:酶促凝胶体系对神经细胞分化具有一定的优势。生物活性RGD肽确实对水凝胶诱导细胞分化有促进作用,但细胞分化率存在一定阈值范围,并不是RGD浓度越高越好;酶促交联水凝胶中I4K2浓度为3.64 m M,RGD浓度为3.64 m M细胞分化率最高。可能是由于此时凝胶的机械强度（600-1000 Pa）最为适合神经细胞的分化。（4）将提取的硅藻壳混入酶促凝胶体系,评价硅藻壳复合凝胶对神经细胞分化的影响,发现硅藻壳引入提高了神经细胞的分化程度,水凝胶的分化率最高可达到40%。这主要是由于硅藻壳的引入改变了多肽水凝胶的三维结构,提升水凝胶体系的机械强度的同时,同时改变多肽水凝胶内部的均一环境,从而细胞感知外界变化发生了一系列变化;其次是猜测硅藻壳多肽复合水凝胶能够释放一定的Si源,Si源对神经细胞形态有影响,能刺激细胞形态变化。综上所述,作为基底材料的硅藻壳及三维凝胶体系能够在诱导神经细胞分化方面起到支架作用,在神经生物医学方面具有良好的应用前景。