《iScience》：Transcranial microtesla magnetic fields suppress neuroinflammation and neuronal oxidative stress burden
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本研究针对神经炎症驱动神经退行性疾病却缺乏有效穿透血脑屏障疗法的难题，开展经颅微特斯拉磁场（MMT）调控神经免疫炎症的研究。发现MMT通过抑制NF-κB信号通路降低TNFα和IL-1β表达，并在大鼠模型中显著减轻小胶质细胞/星形胶质细胞活化及脑组织损伤。MMT兼具间接（免疫调节）和直接（增强神经元抗氧化能力）神经保护作用，为神经炎症性疾病提供了非侵入性生物物理治疗新范式。
当大脑的免疫系统失控时，神经炎症会像野火一样蔓延，成为阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病以及严重精神健康问题的共同病理基础。然而，由于血脑屏障的存在，大多数药物难以有效进入大脑靶向调控神经免疫反应，这成为治疗神经炎症相关疾病的主要障碍。面对这一挑战，科学家开始将目光投向生物物理干预领域，探索能否利用电磁场穿透颅骨的优势，实现对神经炎症的精准调控。
在这项发表于《iScience》的研究中，研究团队开发了一种名为微特斯拉磁场疗法（MMT）的非侵入性治疗策略。该技术通过经颅施加时间变化的电磁场（TV-EMF），直接作用于大脑组织，绕过了血脑屏障的限制。研究团队从分子、细胞到动物模型多个层面系统评估了MMT对神经炎症的抑制作用及其神经保护效果。
研究采用的主要技术方法包括：利用人外周血单核细胞（hPBMCs）建立体外炎症模型，通过ELISA和qPCR分析细胞因子表达；使用稳定表达NF-κB荧光素酶报告基因的THP-1和RAW264.7细胞系评估信号通路活性；构建大鼠脑内LPS注射神经炎症模型，通过免疫组化分析小胶质细胞（IBA1+）和星形胶质细胞（GFAP+）活化情况；采用机器学习辅助图像分析技术定量组织病理学变化；建立神经-免疫细胞共培养模型评估氧化应激水平。
MMT抑制hPBMCs中LPS诱导的细胞因子分泌
研究人员首先在人类原代免疫细胞中验证MMT的抗炎效果。将hPBMCs置于特制的MMT装置中接受15分钟暴露后，发现MMT能显著抑制LPS诱导的炎症反应：TNFα分泌减少43%，IL-1β减少37%。这一结果在11个独立供体的细胞中均得到验证，表明MMT对人类免疫细胞具有普适性的抗炎作用。
MMT抑制单核免疫细胞中LPS诱导的炎症信号
为进一步探究机制，研究团队检测了炎症信号通路的关键节点。MMT处理显著降低了NF-κB驱动的荧光素酶活性，无论是对THP-1细胞进行共处理还是预处理均观察到类似效果。在转录水平上，MMT使TNFα mRNA表达降低77%，IL-1β降低67%。虽然LPS诱导的p65（Ser536）磷酸化水平下降34%未达到统计学显著性，但整体趋势表明MMT可能通过干预NF-κB信号转导早期事件发挥抗炎作用。
MMT抑制LPS致敏的ATP诱导的细胞焦亡
细胞焦亡是一种炎症性程序性死亡方式，与神经退行性疾病密切相关。研究发现MMT能特异性地抑制LPS预刺激后ATP诱导的细胞死亡（降低26%），而对基础水平的细胞焦亡无影响。这表明MMT主要干预炎症信号的"启动"阶段，而非直接影响炎症小体激活。
MMT减轻大鼠脑内LPS诱导的小胶质细胞和星形胶质细胞活化
在体实验中，研究人员向大鼠黑质区注射LPS建立神经炎症模型，并每48小时进行一次经颅MMT处理。7天后，免疫荧光分析显示MMT处理显著抑制了神经炎症反应：在同侧半球，星形胶质细胞增生减少90%，小胶质细胞增生减少79%；在对侧半球也观察到类似程度的抑制效果。深度学习辅助的图像分析进一步证实了MMT对神经胶质细胞活化的抑制作用。
MMT减轻LPS诱导的大鼠脑组织病理学和病变面积
H&E染色显示，MMT处理显著改善了脑组织病理学改变。在注射LPS的左侧半球，MMT使皮层、皮层下和中脑区域的嗜碱性细胞浸润分别减少83%、68%和95%，组织变性分别减少97%、84%和97%。这些数据表明MMT不仅能抑制免疫细胞活化，还能有效保护神经组织结构的完整性。
MMT减轻免疫介导的神经元氧化应激并增强神经元抗氧化能力
为解析MMT神经保护作用的细胞机制，研究团队建立了免疫细胞-神经元相互作用模型。发现来自LPS+ATP处理的THP-1细胞的条件培养基能显著增加SH-SY5Y神经元的活性氧（ROS）水平，而MMT预处理使这一效应降低22%。更重要的是，在百草枯（paraquat）诱导的线粒体氧化应激模型中，MMT直接增强了神经元的抗氧化能力，使ROS生成仅增加20%，而对照组增加52%。
研究结论表明，MMT通过双重机制发挥神经保护作用：在免疫细胞中抑制NF-κB信号通路，减少促炎细胞因子产生；在神经元中增强抗氧化防御能力。这种双室效应提示MMT可能通过调节氧化还原敏感的转录网络（如NRF2和NF-κB之间的相互作用）实现跨细胞重编程。
该研究的创新之处在于首次系统阐明了经颅微特斯拉磁场对神经炎症的抑制作用及其细胞分子机制，证明了生物物理干预可产生持续的抗炎和神经保护效应。MMT作为一种非侵入性、无药物暴露风险的治疗策略，为慢性神经炎症性疾病提供了新的治疗思路。目前该技术已进入针对SARS-CoV-2感染后神经炎症的临床研究阶段，体现了从基础研究到临床应用的快速转化潜力。
