动脉粥样硬化是心血管、脑血管和外周动脉疾病的核心病理基础。根据世界卫生组织的统计
，动脉粥样硬化性血管疾病占全球死亡人数的三分之一。目前主流的治疗方法（如他汀类药物或支架植入）存在副作用明显或疗效有限等问题
；而脉冲电磁。≒EMF）因其无创性和抗炎特性
，在动脉粥样硬化的治疗中展现出潜在应用价值。2025年11月28日
，四川大学华西医院魏全、付琛颖团队合作在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=52.7）发表了题为“Pulsed electromagnetic fields inhibit atherosclerosis by regulating pyroptosis through membrane tension-mediated mechanosensitive channels”的研究结果
，揭示脉冲电磁场通过调节膜张力从而抑制细胞焦亡和动脉粥样硬化斑块形成的机制。

·研究背景·

动脉粥样硬化是一种复杂的慢性炎症性疾病
，严重威胁人类健康。当前临床治疗存在局限性
，因此迫切需要寻找新的非侵入性的治疗策略。内皮细胞炎症是动脉粥样硬化发生发展的关键要素
，它能够诱导脂质沉积以及胆固醇结晶的形成。而细胞焦亡是一种炎症性程序性细胞死亡方式
，与动脉粥样硬化的进展有着密切关联。NLRP3炎症小体是调控焦亡的主要上游分子
，其激活导致大量炎症因子释放
，加剧血管炎症。PEMFs是一种非侵入性物理疗法
，已在骨关节炎、类风湿关节炎等疾病中表现出抗炎作用。临床研究认为PEMFs能够改善血管功能、降低血压
，但其在动脉粥样硬化中的研究报道较少。

·研究结果·

1. PEMFs（15 Hz, 1.5 mT）治疗能显著减少小鼠主动脉斑块面积和全身炎症反应

在ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠模型中
，经15 Hz、1.5 mT、每日60分钟、持续3周的PEMFs干预后
，油红O染色结果显示主动脉病变负荷显著降低
，且该参数组效果优于5 Hz/0.5 mT和30 Hz/3.0 mT组。Evans蓝染色证实PEMFs可恢复血管内皮屏障功能
，减少血管通透性
；HE染色显示主动脉弓斑块面积明显缩。ɑ粕繁昙乔蛄炕到档停。同时
，血清中促炎因子IL-1β、IL-18、IL-6、MCP-1和TNF-α水平显著下降
，血脂谱得到改善（总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇降低
，高密度脂蛋白胆固醇升高）
，且对谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）等肝功能指标无明显影响。非靶向代谢组学进一步证实
，PEMFs可调控甘油磷脂和胆固醇代谢通路
，参与动脉粥样硬化的病理进程干预。

PEMFs通过减弱细胞焦亡和炎症来抑制动脉粥样硬化斑块的形成

2. PEMFs通过抑制NLRP3炎症小体减少内皮细胞焦亡

体内外实验均证实
，PEMFs可特异性下调NLRP3炎症小体相关蛋白表达。在 ApoE-/-小鼠主动脉组织中
，Western blot检测显示NLRP3、ASC和p20 caspase-1水平降低
，焦亡执行蛋白GSDMD-NT表达减少
；流式细胞术显示小鼠血管内皮细胞（MVECs）的PI阳性细胞率显著下降
，透射电镜观察到内皮细胞肿胀、细胞膜孔道形成等焦亡形态学改变被明显改善。在体外
，PEMFs对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人主动脉内皮细胞（HAECs）的作用一致：可逆转氧化低密度脂蛋白（Ox-LDL）诱导的细胞活力下降和乳酸脱氢酶（LDH）释放增加
，同时下调上述炎症小体相关蛋白表达及PI阳性细胞比例
；蒲橹は允
，NLRP3基因敲除（ApoE-/- NLRP3-/-双敲除小鼠）或药理学抑制（MCC950）可模拟PEMFs的抗动脉粥样硬化效果
，而NLRP3激动剂nigericin则会抵消PEMFs的
；ぷ饔
，且PEMFs与MCC950联合使用无叠加效应
，证实NLRP3是PEMFs发挥作用的核心靶点。此外
，内皮细胞特异性NLRP3敲低（AAV9-TIE1p-NLRP3-shRNA介导）可复刻PEMFs的斑块抑制效果
，提示内皮细胞是PEMFs靶向NLRP3的主要细胞靶点。

PEMFs可降低Ox-LDL诱导的炎症反应和细胞焦亡
，并提高炎症环境下内皮细胞的存活率

3. 线粒体功能障碍是炎症与动脉粥样硬化之间的桥梁

临床血浆蛋白质组学分析显示
，冠心病患者线粒体相关蛋白差异表达显著
，提示线粒体功能障碍是动脉粥样硬化的核心特征。在Ox-LDL诱导的内皮细胞损伤模型中
，PEMFs可抑制线粒体通透性转换孔（mPTP）开放
，通过JC-1染色证实线粒体膜电位恢复正常
；减少线粒体活性氧（mtROS）和细胞超氧阴离子生成
，降低胞内钙超载。Seahorse线粒体呼吸功能检测显示
，PEMFs可显著提升内皮细胞（HUVECs、MVECs）的基础呼吸、最大呼吸、ATP 生成量及备用呼吸能力
，改善线粒体能量代谢。透射电镜观察到
，PEMFs可逆转Ox-LDL/HFD诱导的线粒体嵴消失、基质密度降低等结构损伤
，同时通过促进线粒体自噬
，加速受损线粒体清除。这些作用共同阻断了线粒体功能障碍介导的NLRP3炎症小体激活通路。

线粒体功能障碍是炎症和动脉粥样硬化的关键桥梁

4. PEMFs通过调节膜张力
，降低TRPV4通道活性来发挥抑制疾病进展的作用

原子力显微镜（AFM）检测显示
，HFD诱导的动脉粥样硬化小鼠主动脉内皮细胞呈肿胀变形状态
，排列紊乱
，表面粗糙度和细胞刚度显著升高
；而PEMFs干预后
，内皮细胞恢复长梭形形态
，排列趋于规则
，表面粗糙度和刚度明显降低。在体外HUVECs中
，PEMFs可逆转Ox-LDL诱导的细胞高度增加、铺展面积减少及刚度升高现象。Flipper-TR膜张力探针检测证实
，PEMFs能有效降低Ox-LDL升高的内皮细胞膜张力
，同时恢复F-actin的正常分布
；粕
，PEMFs靶向调控机械敏感通道TRPV4：在动脉粥样硬化模型中
，TRPV4蛋白表达和通道活性显著上调
，膜片钳实验显示其基线电流和激动剂诱导的峰值电流增加
；而PEMFs可显著下调TRPV4表达
，降低通道敏感性。TRPV4激动剂GSK1016790A可完全抵消PEMFs的斑块抑制、抗炎及线粒体
；ぷ饔
，而抑制剂HC067047则能模拟PEMFs的治疗效果
，证实TRPV4是PEMFs调节膜张力、发挥抗动脉粥样硬化作用的关键靶点。

内皮细胞膜张力和TRPV4机械敏感通道参与了Ox-LDL/HFD诱导的内皮损伤

·研究意义·

总的来说
，该研究结果表明
，PEMFs作为动脉粥样硬化的非药物、非侵入性治疗策略具有重要的前景。从机制上揭示了PEMFs的抗炎和抗动脉粥样硬化作用是通过一种新的调节轴介导的：PEMFs首先调节EC膜张力以下调机械敏感性TRPV4通道的活性
，从而改善线粒体功能障碍
，进一步抑制NLRP3炎症小体激活和随后的GSDMD依赖性焦亡。这一反应减轻了内皮损伤
，并减弱了动脉粥样硬化的进展。

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内皮细胞特异性NLRP3敲低显著减轻了动脉粥样硬化病变负荷和斑块面积

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02479-2