远红外辐射通过PP2A介导的Akt去磷酸化抑制血管平滑肌细胞迁移：对动脉闭塞性疾病治疗的新见解

本研究发现远红外（FIR）辐射通过增强蛋白磷酸酶2A（PP2A）与Akt的相互作用，特异性抑制血小板衍生生长因子（PDGF）刺激的血管平滑肌细胞（VSMC）迁移能力，该效应不依赖于热效应，为治疗动脉粥样硬化和支架内再狭窄提供了非药物干预新策略。

　　

引言

电磁辐射可根据波长分为不同区段，其中远红外（FIR）辐射波长范围3-1000μm，能穿透皮肤约4cm深度。这种辐射能激发水分子和生物分子的振动旋转，通过带电基团与蛋白质的相互作用产生生理效应。FIR疗法已被证明对高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病具有治疗作用，但其抑制血管平滑肌细胞（VSMC）迁移的分子机制尚未明确。

VSMC是血管壁关键组分，在病理刺激下可从收缩表型转化为合成表型，迁移至内膜并分泌细胞外基质（ECM），导致新生内膜增厚。研究表明30-50%的经皮冠状动脉成形术患者会出现支架内再狭窄，其核心机制正是VSMC的异常迁移。

材料与方法

研究采用大鼠主动脉原代VSMC，使用波长1-20μm（峰值4μm）的FIR辐射装置，在30cm距离处提供65mW/cm2的辐射密度。通过划痕实验评估细胞迁移，Western blot分析蛋白磷酸化状态，共免疫沉淀（co-IP）检测蛋白相互作用，并使用胶原凝胶培养大鼠主动脉环进行体外出芽实验。

FIR辐射时间依赖性抑制VSMC迁移

划痕实验表明FIR辐射（10/20/30分钟）能显著抑制基础状态和PDGF刺激的VSMC迁移，30分钟处理使PDGF诱导的迁移减少50%。细胞活性检测证实该效应非由细胞毒性引起，表明FIR特异性影响细胞迁移功能。

Akt去磷酸化介导迁移抑制

机制研究发现FIR辐射选择性降低Akt Ser⁴⁷³位点磷酸化（p-Akt-Ser⁴⁷³），而不影响FAK、Jak1等迁移相关激酶的磷酸化状态。过表达野生型Akt基因可逆转FIR对迁移的抑制作用，证实p-Akt-Ser⁴⁷³下调是关键分子事件。

PP2A介导Akt去磷酸化

研究排除了上游激酶PI3K的参与（p-PI3K p85-Tyr⁴⁵⁸无变化），发现PP2A特异性抑制剂冈田酸能完全阻断FIR对p-Akt-Ser⁴⁷³的抑制作用。co-IP实验揭示FIR辐射30分钟使Akt与PP2Ac结合增加4倍，但两者总蛋白量不变，表明FIR增强了蛋白间结合亲和力。

非热效应特异性

39°C热刺激对照实验显示，仅FIR辐射组出现迁移抑制和p-Akt-Ser⁴⁷³下降，证实该效应是FIR的独特电磁特性而非热效应所致。其他信号分子（FAK、Jak1、PI3K、PP2Ac）的磷酸化和表达水平在两种处理下均无变化。

体外实验验证

大鼠主动脉环实验表明FIR辐射使VSMC出芽面积减少75%，同时特异性降低p-Akt-Ser⁴⁷³水平，完美复现细胞水平结果，证实该机制在组织层面的适用性。

讨论

研究首次揭示FIR辐射通过增强PP2Ac与Akt的物理结合，促进Akt Ser⁴⁷³去磷酸化，从而抑制VSMC迁移的分子通路。与波长>8μm的FIR促进细胞迁移的报道不同，本研究采用的4μm峰值波长辐射显示抑制效应，表明FIR生物学效应具有波长特异性。

Akt作为动脉粥样硬化关键调节因子，其抑制可减少斑块炎症和负荷。本研究通过基因过表达和抑制剂实验证实p-Akt-Ser⁴⁷³下调是FIR抑制迁移的核心机制。特别值得注意的是，FIR通过改变蛋白质振动状态增强PP2Ac与Akt结合的现象，为生物物理学干预提供了新视角。

结论

FIR辐射通过非热效应增强PP2A与Akt的结合，诱导Akt Ser⁴⁷³去磷酸化，从而抑制PDGF刺激的VSMC迁移和主动脉出芽。该发现为动脉粥样硬化和支架内再狭窄提供了新型非药物防治策略，具有重要的转化医学价值。