近日，放电等离子体及其生物医学应用团队赵彤副教授在国际期刊PHYSICS OF PLASMAS杂志上发表了题为“Molecular Dynamics Simulations of the Permeation and Distribution of Plasma ROS in Aquaporin-1”的研究性论文，并被选为Editor's Pick文章（Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field）。

近年来，大气压低温等离子体（CAP）选择性诱导肿瘤细胞凋亡已成为研究热点，但其具体机制尚不清楚。癌细胞膜上过表达的水通道蛋白（AQPs）被认为是CAP选择性治疗癌症机制的关键所在。在该研究中，CAP所产生的活性氧粒子（ROS）通过水通道蛋白-1（AQP1）在癌细胞膜上选择性跨膜运输，从而为等离子体灭活癌细胞提供了微观证据。基于GROMOS 53A6力场，通过经典分子动力学模拟，确定了ROS的膜穿透过程、ROS在癌细胞膜上的分布以及ROS在AQP1上的自由能大小。ROS分布表明AQP1的存在导致亲水性ROS在细胞膜上的分布更加深入。同时，亲水性ROS通过AQP1运动的自由能明显低于其在正常脂质双分子层上运动的自由能。因此，癌细胞膜上AQP1的过度表达可以提高亲水性ROS进入癌细胞的效率。这些结果表明，癌细胞膜上AQP1的存在可以提高ROS跨膜运输的效率，并在原子水平上揭示了CAP选择性灭活癌细胞的微观机制，有助于深化人们对于等离子体辅助癌症治疗的理解。

赵彤副教授为该论文通讯作者，硕士研究生王梓宸为第一作者，该项研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0057240