作者:张佳星 来源:科技日报微信公号 发布时间:2023/5/14 16:53:08
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磁场为什么会让脑肿瘤缩小31%?答案有了

 

一位复发脑肿瘤患者尝试了各种方法无效后,用振荡磁场治疗后五周,体内肿瘤缩小了31%。这份之前发表在《肿瘤学前沿》的治疗报告曾震动整个肿瘤界。人们好奇:控制肿瘤只需头戴磁场就可以?

磁场之前,人们已发展出化学药物、射线、免疫检查点抑制剂等多样的方法对付肿瘤,磁场会否成为下一个更有效的手段仍需验证。《科学报告》日前发表了国学者关于磁场对肿瘤细胞抑制机制的研究成果。“我们研究发现磁场会使得实体肿瘤细胞出现超极化的现象。”5月14日,论文通讯作者、上海海洋大学教授杨光华告诉科技日报记者,“之前的研究多是化学角度,例如认为磁场让肿瘤细胞释放了抑制生长的分子,我们首次从物理角度通过磁场对膜电位的影响进行了探讨。”

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《科学报告》上的论文截图

实现“从化学到物理”的转变

“最初,我们并没有想到会与‘电荷’‘电位’等概念有关联。”杨光华介绍,研究时在对一系列化学离子的对比中发现了一些端倪。

团队让肿瘤细胞在特定频率和强度的磁场中生长,一段时间后研究细胞中的钙、钠、钾和酸碱度的变化。结果显示,在磁场作用下,细胞内的氢离子、钠离子、钾离子浓度都没有变化,只有钙离子浓度发生了变化。

“钙离子提示我们细胞发生了一种特别的现象。”杨光华解释,学术上称为“超极化”,与其相对的是“去极化”。

如何理解这一现象,团队在《科学》的一篇论文中找到启示。“有一篇研究显示‘去极化’的细胞会加速生长,我们就反向思维,‘超极化’的细胞就会被抑制增长。”杨光华表示,团队顺利地为磁场抑制肿瘤细胞生长拼上最后一块“拼图”。

为了印证推论正确,团队进一步通过膜电位试剂盒进行证明,荧光方法可视化地反映出磁场作用下贴壁培养的肿瘤细胞出现明显超极化。

“蛋白质大分子作为细胞内的运转‘机器’,不仅会受到各种分子、因子等化学因素影响,也会受到电荷、电场等物理因素影响。”杨光华说,过去可能偏重化学角度多一些,随着研究手段的进步物理影响也将逐步揭示。

对付肿瘤必须考虑环境因素

杨光华团队在生物疗法、放射疗法等方面持续开发新的肿瘤疗法,因此研究人员对肿瘤微环境的作用理解深刻。

该项研究中,团队对磁场对微环境的影响也进行了研究。例如,他们将已经发生抑制的肿瘤细胞分离出来,用剩下的培养液去培养新的肿瘤细胞,结果表明,新转移进来的肿瘤细胞同样被抑制了。这表明,磁场作用下肿瘤细胞的分泌物,能够让周围的细胞一并被抑制。

“肿瘤细胞间是密切联系的,有点‘一损俱损、一荣俱荣’的意思。”杨光华介绍,肿瘤细胞会通过间分泌和旁分泌向周围细胞传递信号,其他细胞在接收到信号后,伴随着膜电位的改变,细胞有相应的反馈行为,产生了抑制效果进而让实体肿瘤缩小或消失。

从零开始设计磁场发生器

研究机理的主要难点是确保磁场影响是细胞生长变化的唯一诱因。那么,如何设计磁场稳定、可接触细胞、散热通畅的磁场发生器呢?

“这也是我们投稿时审稿编辑问到的一个专业性问题。”杨光华告诉科技日报记者,以前的一些研究中,磁场强度不固定,而我们团队专门设计定制了磁场发生器以达到上述要求,纳入了极低频恒流驱动技术、电磁场控制技术、指令信号控制技术等。

杨光华认为,生命活动是复杂的,随着对生命科学探索的深入,只有通过学科交叉汇聚才能找到“新方向”“新大陆”。此次对于磁场影响细胞膜电位,继而抑制细胞增长的新发现,有望促成膜电位测量成为这一疗法应用效果的验证手段。

谈及用磁场治疗肿瘤的应用前景,杨光华表示,磁场治疗正在获得越来越多的关注,它的优势包括对不同类的肿瘤细胞都有影响,而且治疗肿瘤不会误杀正常细胞,避免“杀敌一千自损八百”的问题,这些都使得极低频磁场治疗肿瘤有望成为未来肿瘤治疗方案的重要组成部分。


 
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