방사선요법은 가장 흔한 암 치료법 중 하나로 암 환자의 생존 기간을 효과적으로 연장하고 완치율을 높이는 치료법이다. 그러나 방사선 요법으로 인한 뼈 손상(뼈 질량 감소, 뼈 취약성 증가, 골절 및 골괴사 위험 증가 등)은 현재 효과적인 대책이 부족한 일반적인 문제로 남아 있습니다.
방사선은 조골세포라고 불리는 뼈 형성 세포의 성장, 생존 및 성숙을 억제하여 뼈 형성을 억제함으로써 이러한 손상을 유발합니다. 한 가지 잠재적인 치료법은 조골세포 성장과 분화를 자극하고 방사선 조사 효과를 완화할 수 있는 비침습적 전자기장(EMF)에 노출시키는 것입니다. 이제 중국의 연구팀은 이러한 치료의 효능을 극대화하기 위한 최적의 EMF 파형을 식별했으며 그 결과를 다음과 같이 보고했습니다. 과학의 발전.
다징, 출신 제XNUMX군의과대학, 그리고 동료들은 처음으로 정현파 EMF, 단일 펄스 EMF 및 펄스 버스트 EMF(PEMF)를 포함한 다양한 파형을 사용하여 뼈 세포에 EMF 자극을 가했습니다. 세포의 반응을 평가하기 위해 그들은 실시간으로 세포내 칼슘 이온(Ca2+) 신호전달은 외부 자극에 대한 최초의 세포 반응 중 하나입니다.
연구팀은 PEMF가 보다 강력한 세포내 칼슘을 유도한다는 사실을 발견했습니다.2+ 독특한 Ca를 특징으로 하는 다른 파형보다 조사된 조골세포의 신호2+ 여러 Ca 진동2+ 스파이크. 추가 분석에 따르면 자기장 강도가 2mT이고 주파수가 15Hz인 이전에 확인되지 않은 PEMF 파형이 조골세포에서 가장 강한 반응을 이끌어내는 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 이 PEMF 파형은 조사된 다른 유형의 뼈 세포(파골세포 및 골세포)에는 영향을 미치지 않았습니다.
다음으로, 연구자들은 이러한 최적의 매개변수를 사용하여 전달된 PEMF가 방사선으로 인한 뼈 손실을 완화할 수 있는지 조사했습니다. 생체내에서. 쥐를 대상으로 한 연구에서 그들은 한쪽 뒷다리를 두 번에 걸쳐 8Gy의 초점 방사선에 노출시켰고(하루 간격) 45일 후에 마이크로 CT를 사용하여 뼈 구조를 평가했습니다. 조사된 사지는 조사되지 않은 부분에 비해 뼈 부피 분율과 골밀도가 약 50% 감소하는 등 상당한 소주골 손실을 나타냈습니다.
두 번째 그룹의 쥐는 방사선 조사 후 2일 동안 매일 전신 PEMF(하루 45시간)를 받았습니다. 이 치료법은 조골세포를 구출하여 조사된 뒷다리의 뼈 질량과 기계적 특성을 조사되지 않은 사지 수준으로 복원했습니다. 연구팀은 PEMF가 동물의 체중이나 음식 섭취량에 영향을 미치지 않았다고 지적했습니다.
PEMF 노출이 방사선으로 인한 뼈 손실을 완화할 수 있다는 것이 입증되었으므로 PEMF가 종양 치료에 부정적인 영향을 미치지 않는 것도 중요합니다. 이를 염두에 두고 연구진은 조골세포와 다양한 종양 세포(유방암, 대장암, 악성 흑색종, 골육종 세포)의 민감도를 PEMF와 비교했습니다.
방사선 조사는 모든 세포 유형에서 세포 생존력을 감소시키고 세포사멸을 촉진했습니다. 결정적으로, PEMF는 조골세포 생존력을 향상시키고 조골세포 세포사멸을 억제했지만 어느 시점에서든 종양 세포의 생존력이나 세포사멸에는 영향을 미치지 않았습니다.
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연구자들은 이러한 선택성을 PEMF 센서 역할을 하는 세포외 기계적 신호를 감지하고 번역하는 감각 소기관인 일차 섬모의 존재에 기인한다고 생각합니다. 이러한 일차 섬모는 조골세포에 매우 풍부하지만 대부분의 종양 세포에는 없습니다. 조사된 조골세포에서 일차섬모의 생성을 차단한 실험에서는 PEMF에 의한 조골세포 생존 및 분화 증가가 거의 완전히 사라졌다.
"모든 뼈 세포 유형 중에서 조골세포가 특히 방사선에 민감하다는 점을 고려할 때, 조골세포의 특정 활성화를 유도하는 이 PEMF 요법은 방사선 유발 뼈 손상에 대한 유망하고 매우 효율적인 접근법인 것 같습니다."라고 연구원은 결론지었습니다.
