特定频率的电磁场,能够无创、远程地操控体内基因的表达? 在最新一期的《Cell》上,来自韩国东国大学的研究团队发表了一项极具开创性的工作。他们成功开发出了一种电磁场诱导的体内基因开关(Ei)。 在传统的基因治疗中,我们很难精准控制一段基因在什么时间、什么地点发挥作用。而这项研究提出了一种全新的解决方案:利用极低频的电磁场作为遥控器。 研究团队通过大规模的基因组测序筛查,找到了一种名为Cyb5b的蛋白质,当电磁场扫过时,Cyb5b会被激活,并在细胞内引发一种非常有节奏的钙离子振荡。这种节律性的振荡就像是一段特定的摩斯密码,它会被细胞内的转录因子Sp7破译,随后Sp7就会精准地结合到Ei启动子上,唤醒沉睡的靶基因。 科学家们在小鼠体内引入了带有Ei启动子的目标基因,只要一按下电磁场的启动键,小鼠体内的目标基因就会迅速表达;一旦关闭电磁场,基因表达又会迅速回到背景水平,做到了真正的收放自如。 为了证明这个基因开关的强大功能,研究团队在小鼠身上进行了三种不同的生物医学应用测试: - 衰老干预 团队将著名的“山中因子”与该基因开关结合,通过设定“开3天、关4天”的周期性电磁场照射,成功让早衰小鼠和自然衰老的老年小鼠逆转了衰老表型,不仅改善了脊柱弯曲、血管老化等问题,还显著延长了寿命。 - 更真实的阿尔茨海默症建模 传统的阿尔茨海默病小鼠模型通常在出生后即持续过表达致病基因,因此很难区分“大脑自然衰老”与“β-淀粉样蛋白的病理性沉积”对疾病进程的各自贡献。研究人员利用该基因开关,仅在小鼠进入老年期后才启动突变APP基因的表达。结果发现,老年大脑的微环境会显著加速Aβ的产生与沉积,并诱发更强的神经炎症反应,从而更真实地模拟了人类散发性AD的关键病理特征。 - 抑郁相关神经调控 血清素不足与抑郁症密切相关,而色氨酸羟化酶2(Tph2)是合成血清素的关键酶。研究人员在Tph2缺陷的抑郁症小鼠模型中,通过基因开关重新引入了Tph2 。通过每天“12小时开、12小时关”的节律性EMF刺激,模拟了人体正常的生理节律,成功恢复了小鼠脑内的血清素水平,并显著改善了其抑郁和焦虑等行为。 整体来看,这项工作具备无创、可逆、远程调控的优势,如果未来能走向临床,这类技术或许可以让我们用调频的方式,精细地干预基因表达。 DOI: 10.1016/j.cell.2026.03.029 #科研 #cell #基因 #论文 #电磁场