中国科学家在磁场抑制肿瘤机制研究获系列进展

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心张欣课题组与陆轻铀课题组，以及中科院大连化学物理研究所的李国辉课题组等合作，在磁场抑制肿瘤细胞生长机制以及磁场联合化疗药物抑制肿瘤细胞生长方面的研究取得系列进展。相关文章分别发表在Oncotarget、Bioelectrochemistry 和Science Bulletin 等杂志上。

近年来的一些实验证据表明稳态磁场能够抑制一些肿瘤细胞的生长，然而，目前此领域的研究缺乏系统性和深入性，导致磁场对肿瘤细胞的生物学效应并不明确，机制并不清楚。科研人员通过比较不同类型的细胞在不同强度稳态磁场下的生长增殖响应，发现大多数高表达表皮生长因子受体（EGFR）的肿瘤细胞生长受到抑制，进一步体外实验研究表明EGFR纯化蛋白的活性能够直接被稳态磁场所抑制。溶液扫描隧道显微镜单分子成像和理论计算模拟显示，中高强度的稳态磁场能够改变EGFR 蛋白的排列方向，影响其二聚体之间的不对称结合，从而对其激活产生抑制效应。另外，通过比较不同EGFR表达量的细胞，发现稳态磁场可以抑制EGFR高表达的结肠癌细胞和鼻咽癌细胞，以及转染了人源EGFR的中国仓鼠卵巢细胞（CHO，非肿瘤），但是对于CHO细胞本身以及转染了失活人源EGFR的CHO细胞并没有明显的抑制效果。因此，EGFR是肿瘤细胞增殖受稳态磁场抑制的重要因素之一。

同时，科研人员还发现9T（ 特斯拉）的磁场比1T的中等强度磁场抑制肿瘤细胞生长的效果更明显，并且稳态磁场能够增强EGFR抑制剂对结肠癌细胞和鼻咽癌细胞的生长抑制（Moderate and strong static magnetic fields directly affect EGFR kinase domain orientation to inhibit cancer cell proliferation. Oncotarget, 2016）。

已有报道表明，稳态磁场能够在体外影响细胞骨架蛋白——微管，然而对细胞有丝分裂的影响并不明确。研究发现1T的稳态磁场能够对细胞分裂中的纺锤体产生影响，并进一步影响同步化肿瘤细胞的分裂。以此为基础，研究人员将稳态磁场和化疗药物紫杉醇以及常与紫杉醇联合使用的化疗药物5-Fu等联合使用，在多种肿瘤（鼻咽癌、宫颈癌、结肠癌、乳腺癌）细胞中进行了磁场联合化疗药物的测试。结果显示，虽然磁场与化疗药物cisplatin联用并没有增强效应，但是在多种肿瘤细胞中磁场和紫杉醇/5-Fu联用都能够得到比单使用化疗药物紫杉醇/5-Fu更好的抑瘤效果（Moderate intensity static magnetic fields affect mitotic spindles and increase the antitumor efficacy of 5-FU and Taxol. Bioelectrochemistry, 2016）。

科研人员发现1T中等强度稳态磁场能够抑制鼻咽癌CNE-2Z细胞的增殖，机制研究表明其与在多种肿瘤中高度活化的Akt/mTOR信号通路相关。虽然mTOR抑制剂如Torin 2是具有潜在应用价值的化疗药物，然而由于使用过程中出现了其他信号分子如EGFR和AKT的负反馈重新激活，使得这类抑制剂的临床效果受到限制。研究显示，1T稳态磁场不仅增强了Torin 2对mTOR底物磷酸化的抑制，而且减弱了mTOR抑制剂诱导的EGFR和Akt的负反馈重激活，从而增强了Torin 2的抑瘤效果（1 T moderate intensity static magnetic field affects Akt/mTOR pathway and increases the antitumor efficacy of mTOR inhibitors in CNE-2Z cells. Science Bulletin, 2015）。

这几项研究从实验上证明了稳态磁场以及稳态磁场联合化疗药物在肿瘤治疗方面的潜在应用。研究得到稳态强磁场实验装置的支持，受中科院百人计划和国家自然科学基金等的资助。（合肥物质科学研究院）