甲状腺癌尤其是甲状腺乳头状癌（PTC），是最常见的内分泌恶性肿瘤。尽管PTC生存率较高，但因其存在快速生长、复发和转移风险，以及传统治疗手段如手术切除和放射性碘治疗会引发神经损伤、疤痕、需终身激素治疗等严重副作用，开发新的治疗方法迫在眉睫。
针对上述难题，生科院刘畅教授团队创新性地把光生物调节疗法（photobiomodulation therapy, PBMT）概念引入到PTC的无创治疗中。研究团队发现，低剂量的蓝光照射可以有效抑制PTC细胞的增殖、侵袭和迁移等行为。在体内治疗设备研发方面，该团队成功构建了无线供电的可穿戴 PBMT 设备，该设备涵盖了外层保护结构、电磁感应接收器、光子发射器和生物相容性聚多巴胺层等关键组分。在小鼠PTC原位瘤模型中，为期21天、总能量输出189J的蓝光治疗组的肿瘤生长速度显著低于对照组和近场通信（NFC）组，且具备高度的生物安全性。
在分子机制探索上，该团队首次证明PTC细胞作为非视觉细胞，同样能感受光照刺激。蓝光PBMT导致PTC细胞中Retinal-OPN3复合物发生解离，游离的11-cis-Retinal转变为all-trans-Retinal并不断积累。此过程成功阻断了细胞增殖途径，诱导PTC细胞停滞于G0/G1期。
上述研究结果以题为“Blue light-driven cell cycle arrest in thyroid cancer via Retinal-OPN3 complex”与“Wearable photobiomodulation halts thyroid cancer growth by leveraging thyroid photosensitivity”的研究论文，于2024年12月发表在《Cell communication and Signaling》（IF=8.2，Q1）与《BIOENGINEERING & TRANSLATIONAL MEDICINE》（IF=7.4，Q1）期刊上。2021级硕士研究生赵昌睿为第一作者，刘畅教授为通讯作者，中国药科大学为论文唯一通讯单位。
以上工作获得国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家重点研发计划项目、江苏省自然科学基金、新疆维吾尔自治区自然科学基金以及中国药科大学多靶标天然药物全国重点实验室研究项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1186/s12964-024-01908-z ； https://doi.org/10.1002/btm2.10734
图1. 自主设计的光学细胞培养箱 图2. 自主设计的光学可穿戴设备与体内实验
图3. 蓝光PBMT治疗PTC机制模式图
