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肿瘤治疗电场抗肿瘤方面的作用机制

栏目:神外前沿|编辑:INC|发布时间:2021-11-16 13:57 |

  肿瘤治疗电场抗肿瘤方面的作用机制,肿瘤治疗电场是通过向肿瘤区域输送中频低强度电场、协同传统治疗方法以达到更好治疗效果的新疗法,但其中具体的作用机制尚未完全清楚。之前,主流观点认为肿瘤治疗电场是新型的抗肿瘤有丝分裂治疗模式,当使用特殊的低强度(1~3V/cm)和中频(≤200kHz)电场,肿瘤细胞在有丝分裂过程中被破坏,不同的癌细胞系需调节为其特定的频率,而静止的细胞不受影响;随后有研究证实肿瘤治疗电场在细胞分裂时阻止细胞增殖和破坏细胞,前者表现为干扰有丝分裂纺锤体的正确形成,后者导致有丝分裂细胞迅速解体,这2种效应都是频率相关、与特定场对分裂单元内电荷和偶极子施加的计算定向力一致。

肿瘤治疗电场抗肿瘤方面的作用机制

  最近的研究表明,肿瘤治疗电场可以改变细胞膜的结构,从而改变细胞膜的通透性,进而提高化疗药物的渗透率,以达到更好的治疗疗效。此机制可通过增加肿瘤治疗电场暴露的生物发光剂或细胞膜膜结合剂(如葡聚糖-FITC)来间接反映膜通透性的改变,之后通过扫描电子显微镜直观观察。有进一步研究表明,肿瘤治疗电场暴露导致细胞膜上生物发光和膜孔的改变,在交替电场停止24h后得到恢复,从而证明其导致的膜通透性改变是可逆的,这使之前有关肿瘤治疗电场与其它因素的相协同作用得到更好的解释,对胶质母细胞瘤和其他癌症联合治疗方案的设计具有深远意义,并对这些此类疾病治疗规范的制定有显著影响。

  Shteingauz等研究发现,肿瘤治疗电场诱导自噬上调依赖于腺嘌呤核糖核苷酸(adenosine monophosphate,AMP)激活蛋白激酶的激活,AMP激活蛋白激酶或自噬相关蛋白7的缺失抑制自噬上调,也抑制对肿瘤治疗电场治疗敏感的细胞,这表明癌细胞利用自噬作为对肿瘤治疗电场的抵抗机制。有研究结果表明,自噬的激活有助于肿瘤治疗电场介导的体外或体内抗多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)活性,肿瘤治疗电场治疗可上调几种自噬相关基因并诱导细胞形态学改变,其诱导的GBM自噬与通过雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)/p70S6K途径降低Akt2表达相关。

  研究表明肿瘤治疗电场对多种恶性肿瘤细胞系,如人神经胶质瘤U87细胞、人乳腺癌MDA231细胞、人恶黑Patrieia细胞等,均有明显的抗肿瘤增殖作用。肿瘤治疗电场以细胞系依赖的方式刺激Ca2+进入,使细胞停止于有丝分裂的G或S期,伴有线粒体内膜电位破坏和DNA降解,导致克隆细胞生存率下降。在非小细胞肺癌细胞系中,肿瘤治疗电场通过下调乳腺癌1号基因信号和降低DNA双链断裂修复能力,引发对电离辐射的条件易感性。

  总之,多项报道均证实,肿瘤治疗电场以场强度和频率依赖的方式减少不同胶质瘤细胞株的增殖,且具有电场换相时间的依赖性。

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