塔夫茨大學生物學家使用青蛙模型首次證明，通過使用光控制細胞間的電信號傳導，可以防止腫瘤形成并使腫瘤形成后正?；?。這項工作于 2016 年 3 月 16 日在線發(fā)表在Oncotarget上，是首次報道使用光遺傳學來專門操縱生物電信號，以預防和引起癌基因誘導的腫瘤消退。
青蛙是癌癥基礎(chǔ)科學研究的良好模型，因為青蛙和哺乳動物的腫瘤具有許多相同的特征。這些包括快速細胞分裂、組織解體、血管生長增加、侵襲性以及細胞具有異常正內(nèi)部電壓。
與細胞外部相比，幾乎所有健康細胞的細胞內(nèi)部都維持著更負的電壓;細胞膜中離子通道的打開和關(guān)閉會導致電壓變得更正(使細胞去極化)或更負(使細胞極化)。腫瘤可以通過其異常的生物電特征在它們明顯之前被檢測到。
“這些電特性不僅僅是致癌過程的副產(chǎn)品。它們積極調(diào)節(jié)細胞從正常解剖學角色到腫瘤生長和轉(zhuǎn)移擴散的偏差，”萬尼瓦爾布什研究所的資深作者兼通訊作者邁克爾·萊文博士說。塔夫茨藝術(shù)與科學學院生物學系主任，并指導再生和發(fā)育生物學中心。“發(fā)現(xiàn)專門控制這種生物電信號的新方法可能是通向癌癥新生物醫(yī)學方法的重要途徑。”
主要作者、Levin 實驗室前博士后研究員 Brook Chernet 博士向非洲爪蟾胚胎細胞中注射了編碼突變 RAS 癌基因的 RNA，該基因已知會導致癌癥樣生長。研究人員還表達并激活了藍光激活的帶正電離子通道 ChR2D156A 或綠光激活的質(zhì)子泵古視紫紅質(zhì) (Arch)，這兩種物質(zhì)都會使青蛙胚胎細胞超極化，從而誘導電流，導致青蛙胚胎細胞發(fā)生超極化。細胞從類似癌癥的去極化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎５摹⒏摌O的極化狀態(tài)。兩種藥物的激活均顯著降低了腫瘤形成的發(fā)生率，并增加了腫瘤回歸正常組織的頻率。
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