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    近日，NPG下的國際學(xué)術(shù)期刊CellDeath&Disease發(fā)表了中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫工所神經(jīng)工程研究中心王立平及楊帆、屠潔、潘建青、羅慧莉等研究組成員的最新成果：光感基因調控技術(shù)抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長(cháng)增殖。
 

    膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統發(fā)病率最高的腫瘤，占全身惡性腫瘤發(fā)病的2％－3％，其惡性程度及其致死率和致殘率均很高。傳統的放療、化療和生物治療方法等雖可以在一定程度抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤生長(cháng)，但由于這些方法對膠質(zhì)瘤細胞治療無(wú)高度選擇性且副作用大等缺點(diǎn)，因而一種針對膠質(zhì)瘤細胞高選擇性和靶向性的干預技術(shù)不僅是針對膠質(zhì)瘤這一疾病的基礎研究需要，也是探索未來(lái)新的治療手段的需求。

    本項研究的立足點(diǎn)在于：膠質(zhì)瘤細胞細胞膜的極性變化可以影響細胞內的分子信號通路，從而在膠質(zhì)瘤的存活，生長(cháng)，轉移中發(fā)揮重要作用。如何實(shí)現精準地調節膠質(zhì)瘤細胞的膜狀態(tài)，進(jìn)而靶向性的、單純的調節腫瘤細胞的分子信號傳導通路，進(jìn)而實(shí)現調控腫瘤的增殖和分化是本項研究重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

    為實(shí)現上述研究目的，楊帆、屠潔等將光感基因調控技術(shù)（Optogenetics，譯為光遺傳技術(shù)）運用到腫瘤生物學(xué)的研究中。他們首先將光基因(ChETA)轉染到神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞系和原代膠質(zhì)瘤細胞，通過(guò)藍光來(lái)精細調控膠質(zhì)瘤細胞膜電生理特性，發(fā)現光照射可以選擇性地顯著(zhù)降低膠質(zhì)瘤細胞的存活率。進(jìn)一步分析發(fā)現，藍光照射可以干擾膠質(zhì)瘤的細胞周期分布，抑制細胞周期因子表達和DNA的合成并明顯增加線(xiàn)粒體依賴(lài)性的細胞凋亡，表現為膠質(zhì)瘤細胞線(xiàn)粒體膜電位的降低和細胞色素c的增加。動(dòng)物在體實(shí)驗顯示：藍光照射后可以明顯抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的增長(cháng)速度；將光基因轉染到顱內原位的神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織，并采用藍光照射后可以抑制腫瘤的原位生長(cháng)并顯著(zhù)提高荷瘤小鼠的存活率。進(jìn)一步分析發(fā)現光照射可以抑制膠質(zhì)瘤細胞的在體增殖，促進(jìn)凋亡的神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞數量增多。

    體外和動(dòng)物在體的一系列實(shí)驗研究表明：通過(guò)光感基因調控技術(shù)，可以調節神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的膜電生理特性，從而進(jìn)一步抑制膠質(zhì)瘤細胞的生長(cháng)增殖和促進(jìn)腫瘤細胞凋亡。在此項目中，通過(guò)與北京天壇醫院江濤課題組合作，在國際上首次實(shí)現了光敏感基因在人體來(lái)源的膠質(zhì)瘤細胞中的功能性表達和光調控下電活動(dòng)的記錄。

    本項研究解析了光感基因調控對神經(jīng)膠質(zhì)瘤增殖的影響效果及其分子機制，以及光感基因調控對皮下和原位顱腔神經(jīng)膠質(zhì)瘤生長(cháng)的作用效果及其可能機制；探索了一條應用光感基因神經(jīng)調控技術(shù)在腫瘤發(fā)生、調控和干預機制研究中應用的新思路；還建立并完善了一套較為完整的可應用于動(dòng)物體內、體外光**的技術(shù)平臺和科研裝置研發(fā)平臺。此項研究不僅對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞生物學(xué)研究提供了新的研究途徑，還將為研究腫瘤細胞的細胞膜特征以及細胞內離子變化對腫瘤增殖、凋亡的作用機制研究開(kāi)辟了一個(gè)新的窗口。。