中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院劉晶研究員課題組通過在140mT的靜磁場環境下培養人臍帶來源間充質干細胞（hUCMSCs），發現靜磁場通過調控MAPK信號通路中的ERK和JNK蛋白磷酸化介導間充質干細胞增殖，且T型鈣離子通道是響應磁場信號的重要感應器。相關工作近日在科學期刊Cells上以Static Magnetic Fields Regulate T-Type Calcium Ion Channels and Mediate Mesenchymal Stem Cells Proliferation為題發表。
磁場被廣泛應用于物理療法，如輔助治療骨疾病、高血壓、糖尿病等。在細胞層面，靜磁場被報道可以影響細胞形態、增殖、凋亡等行為和功能，其具體生物學效應受磁場強度、曝磁時間、細胞類型和細胞密度等實驗條件的影響，然而靜磁場作用于間充質干細胞的生物學效應及其相關機制還鮮有研究。
劉晶課題組通過在140mT的靜磁場環境培養hUCMSCs，發現了細胞的增殖速率隨磁場強度和磁暴時間的增加而提升的表型。課題組深入探究其信號傳導機制，發現靜磁場通過調控MAPK信號通路介導細胞增殖，且MAPK信號通路中ERK和JNK的磷酸化表達隨磁場時間變化呈現周期性震蕩。通過電致變色染料檢測實驗發現，30分鐘140mT的靜磁場刺激導致hUCMSCs去極化（即膜電勢差降低），證明去極化在增殖過程中起到關鍵作用。課題組進一步通過抑制T型鈣離子通道，發現磁場失去了調控hUCMSCs增殖的能力，證實T型鈣離子通道是hUCMSCs響應靜磁場信號的重要感應器。本研究為揭示靜磁場的臨床應用提供了重要的細胞生物學基礎。
本項研究的合作單位為廣州醫科大學附屬第五醫院。廣州健康院博士吳昊凱鋒和博士研究生李闖為該研究論文的共同第一作者。廣州健康院劉晶研究員和廣州醫科大學附屬第五醫院秦大江研究員為共同通訊作者。該研究獲得了國家重點研發計劃基金、國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、廣州市科技計劃和生物島前沿研究項目等經費支持。
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