近日，国际学术期刊《Cell Death & Disease》（2012年影响因子6.044；细胞生物学领域排名35/184）在线发表了中国科学院深圳先进技术研究院医工所神经工程研究中心王立平及杨帆、屠洁、潘建青、罗慧莉等研究团队的最新成果：利用光遗传技术抑制神经胶质瘤的生长增殖。

胶质瘤是中枢神经系统发病率最高的恶性肿瘤，占全身恶性肿瘤发病的2%–3%，其恶性程度高，致死率和致残率均居高不下。传统的放疗、化疗和生物治疗等方法虽能在一定程度上抑制神经胶质瘤生长，但由于缺乏高度选择性且副作用显著，亟需开发一种针对胶质瘤细胞的高选择性、靶向性干预技术。这不仅是对胶质瘤基础研究的迫切需求，也为探索未来新型治疗手段提供了方向。

本研究的核心在于：胶质瘤细胞膜的极性变化可影响细胞内分子信号通路，从而在肿瘤的存活、生长和转移中发挥关键作用。如何精准调控胶质瘤细胞的膜状态，进而靶向性地调节肿瘤细胞的分子信号传导通路，以实现对肿瘤增殖和分化的调控，是本研究重点解决的问题。

为实现上述目标，杨帆、屠洁等将光遗传技术（Optogenetics）应用于肿瘤生物学研究。他们首先将光敏感基因（ChETA）转染至神经胶质瘤细胞系和原代胶质瘤细胞，通过蓝光精细调控胶质瘤细胞的膜电生理特性。结果发现，蓝光照射可选择性地显著降低胶质瘤细胞的存活率。进一步分析表明，蓝光照射可干扰胶质瘤的细胞周期分布，抑制细胞周期因子表达和DNA合成，并显著增加线粒体依赖性的细胞凋亡，表现为线粒体膜电位降低和细胞色素c释放增加。动物在体实验显示：蓝光照射可明显抑制皮下移植瘤的生长速度；将光敏感基因转染至颅内原位神经胶质瘤组织后，蓝光照射可抑制肿瘤的原位生长，并显著提高荷瘤小鼠的存活率。进一步分析发现，光照射可抑制胶质瘤细胞在体内的增殖，并促进凋亡细胞数量增多。

体外和动物体内的一系列实验表明：通过光遗传技术调控神经胶质瘤细胞的膜电生理特性，可有效抑制肿瘤细胞的生长增殖并促进凋亡。在本项目中，研究团队与北京天坛医院江涛课题组合作，在国际上首次实现了光敏感基因在人体来源的胶质瘤细胞中的功能性表达，并记录了光调控下的电活动。

本研究系统解析了光遗传调控对神经胶质瘤增殖的影响效果及其分子机制，以及光遗传调控对皮下和原位颅腔神经胶质瘤生长的作用效果及可能机制；探索了一条将光遗传神经调控技术应用于肿瘤发生、调控和干预机制研究的新思路；同时建立并完善了一套适用于动物体内、体外光刺激的技术平台和科研装置研发平台。此项研究不仅为神经胶质瘤细胞生物学研究提供了新途径，也为研究肿瘤细胞膜特征及细胞内离子变化对肿瘤增殖、凋亡的作用机制开辟了新窗口。

该研究获得中国科学院、国家自然科学基金委员会、科技部和深圳市等项目资助。