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研究背景电场作为一个重要的信号,可指导细胞的迁移、促进细胞增殖以及诱导细胞的定向排列。有着丰富的离子通道存在于肿瘤细胞膜上,离子通过离子通道进行转运,产生电势梯度,从而形成肿瘤组织的内源性电场。许多实验研究表明肿瘤微环境中内源性电场异常,这种电信号可能是肿瘤发生、发展及恶性转移的重要微环境信号之一。本实验以小鼠皮肤黑色素瘤为模型,应用扫描微振动电极技术研究肿瘤发生发展过程中,肿瘤组织周围的内源性电场变化;应用选择性离子电极技术研究导致生物电变化的内在离子流（钠、氯、钾、钙离子）变化;同时,以小鼠皮肤黑色素瘤细胞B16-F10为模型,研究肿瘤细胞对电场的反应以及电场对肿瘤细胞定向迁移的影响。为应用生物电原理揭示肿瘤发生发展提供科学依据。结果1)与正常皮肤组织相比较,肿瘤组织周围内源性电场异常。接种6天时,肿瘤组织的电流值达到-5.57±1.10μA/cm2（n=3）;接种9天时,肿瘤组织的电流值达到-7.17±1.85μA/cm2（n=3）,与正常皮肤电流相比较电流方向均相反。2)与正常皮肤组织相比较,肿瘤组织周围的钠、氯、钾离子流异常。a.垂直肿瘤组织方向,钠离子流(-3700.39±889.63pmol/cm-2/sec,n=3)、氯离子流(-9305.68±1449.91pmol/cm-2/sec,n=4)、钾离子流(274.86±55.32 pmol/cm-2/sec,n=3)与正常皮肤各离子流方向相反,且显著高于正常皮肤。钙离子流(-13.12±6.67pmol/cm-2/sec,n=4)无显著差异b.肿瘤边缘水平方向,钠离子流(-1913.51±500.64 pmol/cm-2/sec,n=4)、氯离子流(-11004.39±2643.16pmol/cm-2/sec,n=3)、钾离子流(321.17±98.78pmol/cm-2/sec,n=3)与正常皮肤各离子流方向相反,显著高于正常皮肤。钙离子流(-20.05±6.73pmol/cm-2/sec,n=3)无显著差异。3)在200mV/mm500mV/mm电压强度范围内,外加直流电场能够指导小鼠黑色素瘤细胞向电场的负极定向迁移。a.细胞趋电方向性（Directedness）随电压增加逐渐增强（从-0.307±0.055一直增加到-0.616±0.045;n≥140）,表现出电压依赖性。b.在200400mV/mm范围内,细胞轨迹速度、位移速度及方向持续性随电压增加而增强;在500mV/mm电压下,以上参数开始减弱。结论肿瘤组织微环境中的生物电异常,钠离子流、氯离子流和钾离子流是肿瘤组织微环境内源性电场异常的主要贡献者。体外模拟实验表明,生理大小的微直流电场能够指导肿瘤细胞向电场负极定向迁移,并且在一定电压强度的范围内,细胞迁移的速度（包括位移速度、轨迹速度）、迁移方向上的持续性、迁移的方向均随着电压强度的增大而增大。