MAY 21, 2024
by National University of Singapore
由新加坡国立大学健康创新与技术研究所 (iHealthtech) 副教授 Alfredo Franco-Obregón 领导的研究小组发现了一种刺激肌肉的新方法，即通过短暂而温和的脉冲电磁场??照射来产生和释放具有抗癌特性的蛋白质。
这些可溶性化学分子随后可通过血液输送到身体的各个部位，实现全系统抗癌保护。 2024 年 3 月 5 日，新加坡国立大学团队在《细胞》杂志上发表了这种新型无药物、无创方法的细节。
众所周知，运动具有预防癌症的作用，包括降低罹患乳腺癌、前列腺癌和结肠癌的风险，以及提高癌症患者的存活率。然而，考虑到癌症进展的破坏性影响和治疗相关的副作用，癌症患者可能无法通过运动来受益于肌肉的抗癌作用。
“BICEPS 实验室刺激肌肉细胞的方法使用了一种磁疗，它与运动有着关键的共同点。这项最新研究表明，我们的非侵入性肌肉刺激方法可以调动与运动类似的抗癌防御机制，使我们更接近开发无药物疗法和发现癌症相关生物标志物，以帮助癌症患者在无法运动的情况下从运动刺激的抗癌剂中获益，”Franco-Obregón 说。
Franco-Obregón 副教授（左）和 Tai 博士（右）证明，他们采用的非侵入性肌肉刺激方法可以调动抗癌防御系统，例如抑制乳腺癌细胞的生长、侵袭和迁移，类似于运动。图片来源：新加坡国立大学
磁刺激肌肉细胞的抗癌特性
在之前的一项研究中，Franco-Obregón 副教授及其团队证明，将分离的肌肉细胞短暂暴露于低能磁场 10 分钟，能够刺激肌肉细胞向周围环境释放再生和恢复活力的蛋白质，从而促进肌肉发育。在体内，这些相同的肌肉因子也被认为可以预防糖尿病和癌症等常见疾病。
在新的研究中，研究小组明确调查了相同的磁刺激方案是否可以促进临床前模型中完整肌肉产生和释放抗癌剂，并识别和验证抗癌因子。
新加坡国立大学的研究团队首先在细胞层面验证了他们的假设，发现接受磁疗的肌肉细胞可以抑制乳腺癌细胞的生长、侵袭和迁移，而这些都是癌症进展的标志。此外，磁刺激的肌肉细胞还被发现能够缩小微肿瘤并减少其血管形成。
接下来，研究人员进行了临床前研究，以验证他们的组织培养发现。他们证明，每周一次接受 10 分钟的磁疗，持续八周，足以产生类似的抗癌特性——例如阻止乳腺癌细胞的生长、侵袭和迁移——就像每周锻炼两次，每次 20 分钟，持续八周一样。
研究人员进一步证明，之前被怀疑是肿瘤抑制因子的 HTRA1 是由每周暴露于磁场 10 分钟的肌肉细胞分泌的，相当于每周锻炼两次，每次 20 分钟。重要的是，选择性地去除肌肉细胞分泌的 HTRA1 会消除其抗癌效力，而直接将合成的 HTRA1 应用于癌细胞可以重现磁场暴露和锻炼的抗癌作用。这些结果表明，HTRA1 是解释肌肉抗癌作用的必要和充分条件。
有趣的是，HTRA1 是肌肉发育和肌肉抗癌蛋白质库积累所必需的，这有助于我们的肌肉成为我们对抗癌症的最大天然防御。在这方面，研究人员表明，分离的肌肉细胞（在组织培养中）早期暴露于 HTRA1 可刺激其发育并提高其抗癌效力。
换句话说，即使没有受到磁场的刺激，HTRA1 也能使体外的肌肉细胞适应成为更好的抗癌因子分泌者，本质上是在实验室中重现通常在体内看到的运动适应。
“运动时释放的 HTRA1 可能会导致肌肉适应，即使在休息时也能分泌 HTRA1。这有助于解释为什么运动能让我们更能抵抗癌症。进一步类比，如果肌肉是我们的抗癌药房，那么磁场疗法可能是一种廉价而有效的处方，”Franco-Obregón 说。
下一步
根据这项临床前研究产生的良好结果，新加坡国立大学团队正在启动临床试验，以评估肌肉靶向磁疗在人类中的抗癌潜力，并证实 HTRA1 对乳腺癌和其他癌症患者的抗癌作用。
研究团队还期待开展进一步研究，以确定肌肉细胞产生和释放的其他抗癌生物标志物，这些标志物可作为开发治疗癌症的药物和疗法的潜在靶点。由于肌肉是恢复活力和抗击疾病因素的基础，这种方法应该会取得丰硕成果。
