近日，西北工业大学生命学院尹大川教授课题组发现静磁场可以抑制与阿尔茨海默病相关Tau-441蛋白的液-液相分离，并给出了磁场强度与干预液滴尺寸的关联式。此外，还发现了磁场通过调节Tau-441蛋白的液-液相分离影响Bax介导的细胞凋亡，为磁场治疗神经退行性疾病提供了物理机制。相关成果以“Magnetic Fields Reduce Apoptosis by Suppressing Phase Separation of Tau-441”为题发表在Research上（Research, 2023,Volume 6, DOI: 10.34133/research.0146）

磁场通常有一种神秘感，当磁场遇到生物系统时，情况变得非常复杂，并且出现了相当矛盾的观点。一些研究声称磁场具有惊人的生物效应，而另一些研究则认为这些效应是伪科学。幸运的是，近年来，越来越多的研究证实了磁场效应的可重复性。最近，静态磁场被发现可用于治疗阿尔兹海默病，并在临床上投入使用。然而，与实验研究相比，理论研究明显滞后。目前，还没有令人满意的物理机制来解释磁场的生物学效应。

Tau蛋白液-液相分离是阿尔兹海默病发病的关键因素。Tau蛋白通过液-液相分离形成高浓度的致密液滴。这些液滴在形成时可以募集大分子。有研究发现，在阿尔兹海默病患者的大脑中Tau蛋白与己糖激酶(HK Ⅰ)结合。HK Ⅰ在大脑中普遍表达，可以直接与线粒体电压依赖性阴离子通道(VDAC I)相互作用，使VDAC I与bax结合减少，bax介导的凋亡信号被拮抗。而在HK Ⅰ解离后，bax在接触部位结合并寡聚，导致线粒体膜电位下降。这表明细胞质中HK分子数量的减少可能是由于HK被招募到Tau蛋白的液滴中。本研究发现Tau-441液-液相分离的发生会募集己糖激酶（HK）并降低其活性（图1A-G），而HK同时会加剧Tau-441液-液相分离的程度（图1H-J）。

作者利用0.48 T/16 T磁场抑制Tau-441的液-液相分离

理论计算也提供了磁场强度与干预液滴尺寸的计算式：

r>((3μ_0 k_B T)/(2πΔχB^2 ))^(1⁄3)=r_c

进一步研究发现，16 T磁场可以抑制HK诱导的Tau-441的液-液相分离，并增加游离HK的含量和活性(图3)。

在细胞中，HK和Bax相互竞争结合到线粒体膜的VDAC I上。磁场增加自由HK分子数量，减少了Bax与VDAC I结合的机会，从而减少Bax介导的细胞凋亡(图4)。

我们发现磁场通过抑制Tau-441的液-液相分离来减少细胞的凋亡，这表明磁场对液-液相分离的影响可能是理解“神秘”磁生物学效应的机制之一。此外，许多疾病被证实与蛋白的液-液相分离有关，我们的研究显示了物理环境(如本研究中的磁场)在液-液相分离相关疾病治疗中的潜在应用。