一种针对胶质母细胞瘤的生物电疗法：通过脉冲电场刺激嘌呤能信号通路

《Advanced Healthcare Materials》：A Bioelectric Therapy for Glioblastoma: Stimulating Purinergic Signaling via Pulsed Electric Fields

本研究探讨薄膜电子在脉冲电场（PEF）治疗胶质母细胞瘤中的应用，发现无论是裸金电极还是PEDOT:PSS涂层电极，PEF均可通过ATP介导的钙信号传导影响远处肿瘤细胞。实验表明，PEDOT:PSS电极虽降低电穿孔效应，但显著促进胞外ATP释放，且ATP通道和P2X受体在钙信号中起关键作用。该发现为非侵入性电疗提供了新思路，并提示ATP可能通过免疫调节增强治疗效果。

　　

摘要

胶质母细胞瘤是一种极具侵袭性的脑癌，由于血脑屏障的存在以及化疗耐药性的产生，其治疗选择非常有限。生物电疗法（包括脉冲电场（PEF）治疗）通过影响肿瘤细胞及其微环境，在癌症治疗中显示出潜力。本研究探讨了薄膜电子技术在针对胶质母细胞瘤的PEF治疗中的应用，重点关注ATP介导的钙信号传导。通过裸金电极和PEDOT:PSS涂层电极施加的PEF能够诱导细胞内钙离子的短暂增加，这种增加的机制取决于细胞的位置：靠近电极的细胞主要通过电穿孔作用实现，而远离电极的细胞则主要通过ATP介导的信号传导实现。发光实验表明，PEF能够触发ATP释放到细胞外空间，尽管PEDOT:PSS涂层电极的电穿孔效果较弱，但释放的ATP水平更高。选择性通道阻断剂证实了ATP通透性通道和嘌呤能受体在钙信号传导中的作用。这些发现表明，即使在没有细胞电穿孔的情况下，PEF也能刺激ATP释放，激活嘌呤能受体并诱导细胞内的钙离子流入，不仅限于电极附近区域。除了触发ATP耗竭外，ATP还可能作为一种与损伤相关的分子信号，在肿瘤部位发挥免疫调节作用。这突显了薄膜电极在胶质母细胞瘤非侵入性电疗中的潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

研究过程中生成和分析的数据可向通讯作者索取。