钾离子通道调控肿瘤演化过程中非平衡统计机理的研究

In the project, the applicant addresses to understand the mechanisms by which potassium ion channels regulate the tumor cell evolutionary process by combining non-equilibrium transportation theory, biological experiments with molecular dynamics simulation. The project focuses on the following three tasks: (1) performing the non-equilibrium escaping theory and revealing the laws of physics in the transition between normal and tumor states regulated by potassium ion channels; (2)Unveiling the mechanism by which potassium channels regulate the evolution of tumor; (3) discovering high quality regulators targeting at potassium ion channels . The applicants hope that the investigation on the complicated evolutionary process will push the deep integration of life science and physics.

本课题应用非平衡统计理论、生物学实验以及分子动力学模拟三者并重研究方法，对钾离子通道调控肿瘤细胞演化过程中的物理机制进行深入研究，其主要任务是 1、研究钾离子通道调控肿瘤细胞演化的非平衡“逃逸”的物理机理; 2、探索钾离子通道调控肿瘤演化的实验规律；3、筛选高品质离子通道调节剂。课题试图通过探究这一生命复杂过程中潜在的物理规律以促进生命科学与物理科学深度融合与交叉研究。

较为完整、系统地对离子通道调控肿瘤演化的分子生物学实验、非平衡理论研究、通道调控肿瘤应用进行了三元并重研究：.分子生物实验表明，钾离子通道异常表达是导致正常细胞演化为癌细胞的根本原因；非平衡统计物理研究指出，以细胞为系统的非平衡癌化状态的迁移缘于细胞全基因对本征微观态贡献变化；通道调控肿瘤的应用，将Kv10.1通道及TMEM16A通道作为目标靶点，筛选出9种中药小分子为通道调节剂，形成了抑制肿瘤的集约化成果，实现了“鼠瘤共存”，为“人瘤共存”提供了可能的抗癌新策略，为基础理论解决生命健康的重大问题做了有益的探索。