DNA 中控制基因表达的调控元件可以被重新利用，以生成“基因开关”，这些基因开关在研究和治疗应用方面具有巨大的潜力。其中一种类型的基因开关——“诱导型启动子”，可以通过特定分子的存在或缺失以及环境信号来激活或抑制。基因开关在体内潜在的应用范围非常广泛，特别是在细胞和基因治疗，以及其他转基因应用中。

最近，已经开发出了几种类型的诱导型基因开关，能够利用药物、光、热、超声和电信号等各种刺激因素来远程控制体内的基因表达。例如，四环素响应系统能够实现剂量依赖性的基因调控，并在各种生物研究中得到了广泛的应用。此外，光遗传学平台使用光响应蛋白来精确控制细胞过程，例如通过通道视紫红质介导的神经元活动调节。

同样地，基因开关会对热、超声波或电流做出反应，利用诸如热休克蛋白 70B（HSP70B）、Piezo1 或激活的 T 细胞核因子（NFAT）启动子等转换器来实现精确的体内调控，既可用于靶向治疗，也可用于基因功能的时空研究。然而，目前的方法往往无法精确控制转基因表达的时间和持续时间，因为它们通常依赖于组成型启动子或需要外部刺激（如药物或光）的诱导系统。此外，药物具有脱靶效应（或对自身内源性靶点的不良影响），而光这样的刺激手段在穿透目标组织方面的能力也有限。

2026年4月14日，韩国首尔东国大学Jongpil Kim团队在Cell 在线发表题为“Electromagnetic field-inducible in vivo gene switch for remote spatiotemporal control of gene expression”的研究论文，该研究介绍了一种受电磁场（EMF）调控的体内基因开关，它能够实现目标基因的精确时空激活。该研究通过 CRISPR-Cas9 筛选揭示了这种由电磁场诱导的基因开关激活机制，发现细胞色素 b5 型 B（Cyb5b）是关键的媒介，可能起到电磁场感应器的作用。

文章模式图（图源自Cell ）

由有规律的振荡钙动态而非一般性的钙内流激活的电磁场诱导基因开关，定义了一种精确调节且生物相容性的诱导机制。功能上，电磁场激活的 Oct4-Sox2-Klf4（OSK）组合在老年小鼠体内诱导了部分重编程，人类突变型淀粉样前体蛋白（APP）的条件表达用于阿尔茨海默病（AD）模型重现了病理特征，并且电磁场介导的 Tph2 表达恢复了血清素能活性并改善了 Tph2 突变型抑郁小鼠的抑郁样行为。总的来说，一种远程控制的电磁场诱导基因开关代表了一种多功能且有效的生物医学平台。

参考消息：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00330-2