工频磁场对星形胶质细胞GJIC的影响

工频磁场对星形胶质细胞GJIC的影响

李秀珍, 章锁江, 竺可青, 张欣, 鲁德强[1]2003年在《工频磁场对星形胶质细胞间隙连接通讯功能的影响》文中认为目的 探讨工频磁场 (PFMF)是否有促癌或协同促癌作用。方法 利用荧光光漂白后再恢复法观察漂白细胞荧光强度的恢复以判断经间隙连接的细胞间通讯 ,以相对荧光强度恢复速率(CFIRR)作为对细胞间隙连接通讯 (GJIC)作用的评价指标 ,研究不同磁场强度单独作用或协同佛波酯(TPA)对星形胶质细胞GJIC功能的影响。结果  3ng/mlTPA作用 1h时CFIRR的中位数 (Md)值为4 .53 % /min ,空白对照组为 9.74% /min ,两组的差异有显着性 (H =1 2 .0 84,P <0 .0 0 5)。 0 .8或 1 .6mT磁场作用 2 4h时CFIRR的Md 分别 8.2 5、6 .68% /min ,与空白对照组比较 ,差异无显着性 (H =32 .61 7,P >0 .0 5)。 0 .8或 1 .6mT磁场作用 2 3h ,再与TPA共同作用 1h时CFIRR的Md 分别为 3 .32、2 .85% /min ,与TPA组比较 ,差异无显着性 (H =2 .589,P >0 .0 5)。结论  0~ 1 .6mT的 50Hz磁场单独作用不能抑制星形胶质细胞GJIC功能 ;协同TPA ,不能增强TPA对星形胶质细胞GJIC的抑制作用 ;但是磁场对星形胶质细胞GJIC的抑制作用随着磁场强度增强呈递增趋势

李秀珍[2]2001年在《工频磁场对星形胶质细胞GJIC的影响》文中研究指明背景与目的 工频磁场的生物学效应,尤其是工频磁场对肿瘤发生发展的影响,是当前国际上热点问题。工频磁场对脑的影响研究较少。在流行病学调查方面,工频磁场辐射是否致脑肿瘤患病率增高尚有争议。有实验研究认为工频磁场可致脑细胞DNA单链、双链断裂率,DNA-DNA、DNA-蛋白交链形成率增高。近几年来,细胞间隙连接通讯(GJIC)的抑制被看作是检测可疑促癌剂的一个重要指标。本课题试图通过观察50Hz正弦交变磁场对SD大鼠大脑星形胶质细胞GJIC的影响来研究工频磁场是否致脑肿瘤或协同其他促癌剂(如:佛波酯)致脑肿瘤。材料与方法1.实验分组:(1)空白对照组(0mT工频磁场);(2)0.8mT工频磁场处理组;(3)1.6mT工频磁场处理组:(4)TPA组:(5)0.8mT工频磁场+TPA组;(6)1.6mT频磁场+TPA组。2.星形胶质细胞培养、鉴定:取生后3天内SD大鼠大脑组织,原代培养9天,传代一次,培养6天。采用免疫组织化学方法——SP法,用GFAP鉴定星形胶质细胞,星形胶质细胞阳性率达98%以上。3.星形胶质细胞处理:TPA组细胞与3ng/ml TPA接触1小时;磁场辐射组细胞接受0.8mT或1.6mT、50Hz正弦交变磁场暴露24小时;TPA+磁场辐射组细胞接受0.8mT或1.6mT,50Hz正弦交变磁场辐射23小时后,加入3ng/ml TPA,再共同作用1小时。空白对照组置于假辐射器内24小时。4.FRAP法检测GJIC:细胞经处理后,6-CFDA负载,然后在LSCM上用FRAP法检测。获取漂白前、后各次扫描图像,漂白细胞及校正细胞荧光强度的变化,并得出相应的时间-强度变化趋势图。5.SPSS10刀软件包做Kruskal。lid W8lliS’S检验、Kefld。11’S等级相关检验,O<0.05表示有显着性差异。技果1.各处理组相对荧光强度恢复百分比(CFIRP)在漂白后omin为0%,随扫描时间延长,CFIRP逐渐增高。空白对照组在漂白后10min时,CFIRP基本恢复至漂白前水平,所以选择漂白后10min时的相对荧光强度恢复速率(CFIRR)进行比较。同时随扫描时间延长,各处理组CFIRR逐渐下降。2.TPA是一种己知强促癌剂,能抑制多种细胞的GJIC,其抑制效应与浓度、作用时间有关。本实验根据有关文献研究3ng/ml1”PA作用1,J’时,结果得出:TPA浓度为3ng/ml时能够明显抑制星形胶质细胞 GJIC(CFIRRC。n;r。::9.74;CFIRRTpA:4.53,H=12,084,p=0.00)。3.空白对照组、0.smT工频磁场处理组、1.6mT工频磁场处理组CFIRR 分别为:9.74、8.25、6.68。由上述数据可知,随着磁场强度的增强,CFIRR逐渐下降,呈负相关(,=-0.180,p=0刀32),说明工频磁场对 GJI的抑制作用随磁场强度(0~1.6mT范围内)增强呈递增趋势。但是 0.8或 1.6mT频磁场不能够抑制星形胶质细胞 GJIC (H—4.124,p—0.127,与空白对照组比较)。4.空白对照组、TPA组、0.smT工频磁场+TPA组、互.6mT频磁场+TPA组 CFIRR分别为 9.74、4.53、3.32、2.16。随着与TPA共同作用的工频磁场强度的增强,CFIRR逐渐下降,呈负相关(T=-0,338,p。0刀00)。0.smT或1石mT工频磁场与TPA(3ng/ml)共同作用能够抑制星形胶质细胞GJIC(H=32石17,p-0.000,与空白对照组比较)。5.TPA、0.smTI频磁场+TPA组、1.6mT工频磁场+TPA组CFIRR分别为4.53、3.32、2.16。0石mT或1.6mT工频磁场与TPA(3ng/ml)无协同增强对星形胶质细胞GJIC 抑制作用 (H=2.589,P=0.274,与TPA组比较)。同时随着与TPA共同作用的工频磁场强度的增强,CFIRR逐渐下降,但是CFIRR下降等级相关性检验不具有统计学意义(,一0.136;p功.173人结论 2l.FRAP法是评价可疑促癌剂对GJIC作用的简便而可靠的方法。2.3nglml TPA作用 1,J’时,能够高度抑制星形胶质细胞 GJIC。3.0.smT或1.6mT、50Hi正弦交变磁场单独辐射24 ,J’时不能抑制星形 胶质细胞GJIC,协同TPA也不能增强对星形胶质细胞GJIC的抑制 作用。但是磁场对星形胶质细胞GJIC的抑制作用随着磁场强度 (0~1.6mT范围内)增强呈递增趋势。

郭鸿涌[3]2004年在《工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞凋亡与增殖影响的研究》文中研究说明随着现代科技的迅猛发展,人类所处的生存环境被越来越复杂的电磁场所充斥。对电磁场生物效应的研究已日益受到重视,磁场对细胞凋亡与增殖的影响研究是电磁场生物效应的重要问题之一。本文研究了工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞增殖与凋亡的影响,并对正常细胞与肿瘤细胞进行了比较研究。 1、论文首先对当前电磁场生物效应进行了概述,对自然产生的场与人为产生的场进行了介绍,对生物效应研究的分类与进展进行了全面深入的综述。 2、工频均匀磁场发生装置的研制。 通过对均匀磁场发生装置磁场基本结构和基本原理进行理论分析,对各种设计方案进行比较,根据实验要求选定了可行方案,最后设计并制备了均匀磁场发生装置。 3、研究了工频均匀磁场照射对正常组织细胞的影响 经50Hz匀强磁场照射后,发现磁场照射组的小鼠肝细胞、胸腺细胞平均凋亡率均明显高于非照射组,在5min~120min的时间范围内,照射时间与凋亡率呈明显正相关。提示50Hz匀强磁场照射可诱导小鼠正常细胞凋亡。与动物体内实验截然不同,工频匀强磁场暴露对体外培养的人外周血淋巴细胞凋亡及bcl-2和caspase-3表达均无明显影响。工频匀强磁场暴露对上述细胞增殖活性影响不明显。 4、工频匀强磁场照射对人类胃癌细胞(SNU)凋亡与增殖的影响及其机理探讨 工频匀强磁场照射后体外培养SNU细胞凋亡率升高,5~60min范围内随磁场处理时间的延长而逐渐升高。超微结构观察发现给予磁场处理的部分SNU细胞出现凋亡特征性的形态学变化,表明工频均匀强磁场处理可以促进体外培养SNU细胞凋亡。给予工频均匀磁场照射后SNU细胞Bax和caspase-3蛋白的表达量均高于非照射组,而Bcl-2蛋白的表达量均低于非照射组。 激光共聚焦显微镜检测发现,给予工频均匀强磁场处理可以使体外培养SNU细胞胞浆内钙离子浓度升高,在处理30min时达到峰值。提示工频均匀磁场照射可引起SNU细胞胞浆内钙离子浓度的变化。 给予工频均匀强磁场处理对体外培养SNU细胞的细胞周期分布及增殖指数均无明显影响。 5、工频匀强磁场多次照射对荷瘤小鼠肿瘤细胞和肝脏、胸腺正常细胞凋亡与增殖影响的对比观察 研究结果发现,工频匀强磁场每天照射H22荷瘤小鼠30min、60min,连续照射6天后,各照射组小鼠肿瘤细胞的平均凋亡率均高于非照射组,表明工频匀强磁场照射可诱导肿瘤细胞的凋亡。 与此同时,研究发现工频匀强磁场照射组小鼠胸腺细胞和肝细胞的凋亡率较非照射组工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞凋亡与增殖影响的研究也有增高。对比分析在同等条件下工频匀强磁场对肿瘤细胞和荷瘤小鼠胸腺、肝脏正常细胞凋亡的影响可见,在同等条件下工频匀强磁场照射对肿瘤细胞诱发凋亡的影响明显高于对荷瘤小鼠正常细胞的影响。 本研究发现了一个非常有趣的现象,工频匀强磁场多次照射可明显降低肿瘤细胞的增殖活性,但对正常淋巴细胞和肝细胞的增殖却有一定的刺激作用。工频匀强磁场对肿瘤细胞和正常细胞增殖影响的差异,是该类磁场应用于肿瘤治疗的一个潜在优势。另一方面,工频匀强磁场连续照射提高正常细胞增殖活性的意义还需进一步探讨。

严鑫平[4]2016年在《中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠血液、肝脏、心脏和大脑的影响》文中认为背景生物体与磁场之间存在着密切的联系。地球是个巨大的磁场,生物体持续暴露于强度为20-70μT的地球表面磁场强度,并且一些物种可以利用地球磁场辨别方向和迁徙。随着科学技术和电力设备以及医疗仪器的发展,生物体和磁场之间的联系越来越密切。在医疗领域,磁场有许多应用,磁场已用于临床多种疾病的治疗,比如止痛、镇痛、消炎、消肿、促进骨折愈合、抗骨质疏松等,以及近年来发现纳米磁微粒在磁场作用下还可以用于肿瘤靶向化疗。磁场在医疗领域众多的作用当中,应用最广泛的是它的镇痛作用。医疗的目的是恢复功能和解除疼痛。而后者尤为重要,因为功能的丧失多是需他人照料,而疼痛的折磨往往使人“痛不欲生”。临床上大量的疼痛医生尚无法解决,有时还增加了医源性疼痛。脊髓损伤后的病理性疼痛是最为棘手的疼痛之一。药物镇痛常因其并发症、耐受、成瘾和有效性差而停止。即使使用了大量的镇痛药,每日仍有数次发作,发作时往往大汗淋漓,端坐呼吸,常有自杀倾向。解决此类疼痛是临床医生多年来孜孜以求的目标,但至今仍无满意的办法。疼痛的本质是异位神经电兴奋的传入。神经兴奋的原理是以钠离子为主的阳离子通过离子通道内流产生的,导致细胞膜或神经轴突去极化,并传向中枢神经。形式上是电荷沿着神经纤维传导,实际上与电流沿着导线的传导是十分相似的。在物理学上,已知导线切割磁感线的时候,会产生感生电动势,电动势的方向遵守楞次定律。那么神经纤维既然也是导体,应该也遵守楞次定律,于是我们大胆地假设:当神经纤维切割磁感线时,如果产生的感生电动势的方向与神经冲动传导的方向相反,当感生电动势足够大时,可能阻断神经冲动的传导。我们的动物实验证实了旋转磁场具有即时提高大鼠痛阈的作用。但是正式展开大样本人体实验前,必须了解其安全性。尽管在动物实验中未发现明显的功能障碍和生理指标异常,但在细胞水平、蛋白质和基因水平有无潜在的危害是亟待澄清的问题。如果切割磁力线能够长时间地阻断神经传导,远期又没有损害的话,有可能会在无创镇痛和阻滞麻醉方面开辟一个全新的领域。磁场对生物体也会产生诸多不良效应。对于电磁场暴露的安全性问题,目前国内外有大量的研究报道。对于信号传导和遗传方面的影响,主要集中于以下方面的研究:首先:电磁场对信号转导的影响:一般认为,磁场可能会作为一种信号分子作用于细胞膜,通过信号转导,激活一系列的级联反应,导致相应的基因的转录和翻译水平以及蛋白质活性等方面发生改变,从而产生细胞增殖、分化和凋亡等生物学反应。其次:电磁场对DNA和基因的影响:电磁场对DNA分子的影响是人们最为关心的问题,这方面的研究由于不同实验室采用的暴露条件、辐照模式、细胞类型以及考察的生物学终点不同,研究结果很不一致。最后:电磁场暴露对细胞增殖的影响:细胞增殖异常是癌症发生过程中的一个重要事件,这个复杂的过程受许多信号转导通路的调节。也因为每个实验的磁场类型、磁场强度、作用时间、磁场频率、动物种类、细胞类型、实验终点以及检测方法等不同,实验结果也各不相同,阴性和阳性结果都有报道。国内外研究者对电磁场对生物体的影响做了大量的研究工作,由于不同实验室所采用的暴露条件不同、辐照模式不同、细胞类型不同、考察的生物学终点不同,所得的结果争议很大,目前仍无定论。并且研究的大部分都是交变电流或射频辐射,而本次实验所使用的是磁场方向不变的旋转恒磁场。因本课题组在前期磁场镇痛作用的探讨中,发现当恒磁场旋转频率为6000rpm的时候,对大鼠产生即时镇痛效果,为了探讨旋转恒磁场的远期毒性作用,于是我们进行了本次实验研究。目的全面系统地探讨中等强度旋转恒磁场亚慢性连续暴露对大鼠血液系统、大脑组织、心脏组织和肝脏组织的影响。方法将44只健康成年雄性Wistar大鼠(购于南方医科大学实验动物中心,体重(220~250)g)随机分成四组:(1)空白对照组(n=10):在正常环境中饲养,不进行任何处理;(2)不旋转组(n=10):分别将每只大鼠放置在一个长宽高分别为25cm、10cm、12cm的均匀分布着孔洞的塑料筐里,塑料筐上盖有玻璃板,防止大鼠跳出,然后将大鼠放于磁场上方,磁场不旋转,3h每天,连续30天;(3)低频旋转组(n=12):分别将每只大鼠放置在一个长宽高分别为25cm、10cm、12cm的均匀分布着孔洞的塑料筐里,塑料筐上盖有玻璃板,防止大鼠跳出,然后将大鼠放于磁场上方,磁场的旋转频率为3000rpm,3h每天,连续30天;(4)高频旋转组(n=12):分别将每只大鼠放置在一个长宽高分别为25cm、10cm、12cm的均匀分布着孔洞的塑料筐里,塑料筐上盖有玻璃板,防止大鼠跳出,然后将大鼠放于磁场上方,磁场的旋转频率为6000rpm,3h每天,连续30天。各实验组大鼠实验期间整只大鼠都暴露于磁场当中。所有动物均采用单笼饲养,室温维持在20-C~25℃,自然照明,自由饮水和摄食。实验期间大鼠暴露的环境温度控制在(23±2)℃范围内,环境湿度控制在(55±10)%,为避免日周期节律对实验结果的影响,实验时间均于上午8时到11时完成。检测指标实验结束后,随机抽取每组中的一半大鼠眼眶采血行血常规、心肌酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、血浆总抗氧化能力检测。将每组大鼠随机平均分成两小组,选取其中一个小组过量戊巴比妥钠腹腔注射麻醉处死大鼠,取出肝脏、心脏和大脑组织放入-80℃液氮中冷冻,进行MDA(丙二醛)、GSH(谷胱甘肽)、NO(一氧化氮)、MPO(髓过氧化物酶)检测。另一小组大鼠过量戊巴比妥钠腹腔注射麻醉处死大鼠,取出肝脏、心脏和大脑组织,进行HE和免疫荧光染色。每组大鼠中随机选2只大鼠进行大脑、心脏、肝脏HE染色,每个部位从连续切片中随机选取1张切片行HE染色,用于观察是否有变性、坏死、出血、异型性变等。从大脑组织连续性切片中选择第10及20张切片进行髓鞘免疫荧光染色,拍照并测量荧光密度值,荧光密度测定选择在200倍视野下测定;从大脑连续性切片中选择第11及21张切片进行神经元免疫荧光染色,拍照并测量荧光密度值,荧光密度测定选择在200倍视野下测定。统计方法SPSS 19.0((SPSS Inc., Chicago, IL, USA))软件包用于本实验的统计分析。除了组织病理学结果,其他数据均采用均数±标准差(mean±SD)表示,在不同的组别间的各项指标之间当方差齐的时候用one-way ANOVA and post hoc LSD检验;方差不齐的时候用Welch近似方差分析和Dunnett T3检验。当P<0.05时,则表示差异具有统计学意义。结果各组大鼠血常规差异无统计学意义(P>0.05);各组大鼠血浆谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)差异无统计学意义;各组大鼠血浆中T-AOC在低频旋转组与其他叁组之间的比较差异有统计学意义(P<0.05),低频旋转组的T-AOC明显低于其他各组,而其余各组间比较差异无统计学意义(P>0.05);各组大鼠血浆中的CK和CK-MB在高频旋转组与空白对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),高频旋转组血浆中的CK和CK-MB高于其他各组;各组大鼠血浆中LDH差异无统计学意义(P>0.05);各组大鼠血浆中HBDH差异有统计学意义(P=0.000),除了不旋转组和低频旋转组比较差异无统计学意义之外(P>0.05),其余各组之间的比较差异都有统计学意义(P<0.05),各实验组的HBDH(α—羟基丁酸脱氢酶)明显高于对照组;各组大鼠大脑组织、心脏组织中的MDA、GSH、NO、MPO差异无统计学意义(P>0.05),肝脏组织中MDA、NO、MPO差异无统计学意义(P>0.05),不旋转组的GSH高于其他各组,与其他各组相比差异均有统计学意义(P<0.05);各组大鼠大脑组织免疫荧光密度值差异无统计学意义(P>0.05);组织病理结果显示:旋转恒磁场对各组大鼠大脑组织、肝脏组织没有损伤作用,对心肌有损伤作用,并且损害作用随着恒磁场旋转频率的增高而增加。结论(1)、中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠血常规没有明显影响;(2)、中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠大脑组织没有明显毒性作用:(3)、中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠肝脏组织没有明显毒性作用,在不旋转组恒磁场有助于促进肝脏组织谷胱甘肽(GSH)的合成;(4)、中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠心脏组织有损害作用,并且其损害作用随着恒磁场旋转频率的增高而增加。

邢瑞[5]2011年在《环境磁场对胚胎发育及雏鸡认知功能影响》文中进行了进一步梳理目的和意义:研究微波、低频电磁场和静磁场对鸡胚的生长发育及子代认知功能的影响,并从NMDA受体亚基基因表达入手探讨微波辐照所造成学习记忆功能障碍的机制,以及更深入的了解磁场引起生物效应的参数,从而为今后的电磁辐射的防护提供理论依据和解决方案。方法:采用电磁场发射装置模拟环境中的微波、低频磁场,利用永磁铁创造静磁场环境,每天将鸡胚暴露于辐射源辐照一定时间直到雏鸡孵出。同时,在胚胎期第10d,15d时,取各组鸡胚的端脑组织,提取RNA,用RT-PCR来检测NMDA受体亚基NR1和亚基NR2表达量的变化情况。刚孵化的雏鸡,在经历24h后,采用一次性被动回避学习模型从神经行为上检测磁场辐射对其认知功能的损伤。结果:叁种磁场暴露后均导致体重增加,只有微波使孵化时间增加;胚胎期经磁场辐射后,与对照组相比,微波组在长时记忆的回避率显着性下降,低频电磁场和静磁场暴露组的长时记忆和短时记忆回避率都下降;NR1亚基在10d时,微波和低频电磁场出现上调,静磁场组出现下调。在15d天时,都出现下调。NR2亚基在第10d时,静磁场和低频电磁场组都出现上调,而微波组出现下调。在15d时,叁组都呈现上调趋势。结论:在胚胎期长时间的磁场辐射后,NMDA受体参与了磁场辐射所致雏鸡学习记忆功能的损伤;NMDA受体NR1和NR2亚基的表达异常可能是磁场所致认知功能障碍的一个重要机制。另外,胚胎期微波、低频电磁场和静磁场长期辐射均导致新生个体体重增加,可能会对个体发育造成影响。

曾群力[6]2007年在《电磁场对细胞蛋白质表达的影响》文中认为随着无线通讯技术和电力事业的飞速发展,电磁辐射已成为环境中增长最快、影响最为普遍的因素之一,对其健康危害的认识和预防事关我国科技、经济和社会的可持续发展。有流行病学调查显示极低频电磁场(ELF EMF)暴露可引起白血病和乳腺癌等发病率增高;移动电话的射频电磁场(RF EMF)暴露可影响中枢神经系统功能,导致脑瘤等恶性病变。这些流行病学调查结果推动了电磁场对生物体的生物学效应及其机理的研究。体内、体外的实验研究提示低强度电磁场对神经系统、生殖系统和免疫系统等可产生一定影响,但同时也有大量的阴性报道存在,导致无法对电磁场的健康危险度进行正确评估。造成这种现象的原因在于电磁场与生物体作用的原初物理过程、引发的生物学反应以及产生生物学效应的机制不清,电磁场生物学效应的研究存在一定的盲目性。因此,揭示低强度电磁场生物学效应及作用机制成为目前迫切需要解决的问题。生物系统受电磁场辐照所产生的各种生理生化改变可能涉及到基因的表达调控。有研究发现,电磁场可改变原癌基因、凋亡相关基因、周期调控基因等的mRNA水平,如极低频电磁场可诱导原癌基因c-myc、c-jun和c-fos的转录,改变鼠胚胎干细胞凋亡相关基因bcl-2和bax、细胞周期调控相关基因GADD45的转录:一定强度射频电磁场可下调神经元特异性Nurrl基因的表达,上调bax、GADD45 mRNA的水平;低频电磁场间断辐照可上调p53缺陷型细胞中c-jun、p21和egr-1 mRNA的水平,但野生型细胞不受影响:1710 MHz射频电磁场可显着上调p53缺陷型细胞中Hsp70 mRNA的转录,同时使c-jun、c-myc和p21 mRNA瞬时低幅度增加。基因在生物体的功能最终由其编码的蛋白质在细胞水平上体现,因此从蛋白质的角度入手才能真正揭示生命活动的规律。电磁场对细胞蛋白质表达的作用研究不多,主要集中在对鸟苷酸脱羧酶ODC、热休克蛋白HSP27/70以及一些信号转导途径中信号分子PKA、PKC、TPK、MAPK等表达水平或磷酸化等翻译后修饰的影响上。然而在这些研究中,实验者通常是根据推测的电磁场作用的可能效应、作用靶点和机制,选择相关的单个或几个蛋白质进行检测。这种研究思路是以假说为前提的,可能产生主观偏差;同时,由于所选择的指标是零散的,无法得到系统性、整体性的结果,不能全面揭示电磁场的生物学效应,勾画出其反应通路。一般认为,电磁场作为一种低能量的环境因素,可能通过复杂的信号传递过程作用于细胞,改变多个蛋白质的表达水平和/或翻译后修饰,进而产生一系列后续效应。因此,从蛋白质组的角度研究电磁场的生物学效应是必要的。以双向电泳作为分离技术和质谱作为鉴定技术的蛋白质组学方法能同时分离细胞内成百上千种蛋白质,并比较不同生理或病理状态下蛋白质表达的变化,为揭示外界因素对生物体的影响和疾病发生机制等提供了一种全新的研究方法。2001年,本实验室和芬兰Leszczynski研究小组率先将该技术引入到电磁场生物学效应及机制的研究中。为探讨电磁场对肿瘤发生的可能促进效应和比较环境中最常见的两类电磁场作用的异同,本博士论文第一部分选择人乳腺癌细胞株MCF-7,采用双向电泳技术(2-DE)研究了50 Hz极低频磁场和1800 MHz射频电磁场对细胞蛋白质表达的影响,建立了该细胞的电磁场蛋白质差异表达图谱,进而利用质谱技术(MS)鉴定了部分电磁场反应蛋白质。根据第一部分的研究结果和一些文献的报道,我们认为有必要筛选确定电磁场作用敏感细胞,为此又设定了第二部分的研究内容。一般认为,电磁场对细胞的生物学效应受电磁场自身多因素的影响,如电磁场频率、强度、暴露时间和模式等。然而,相对于电磁场自身因素的影响而言,生物系统(细胞/组织等)的来源和辐照时的具体状态更能影响实验的最终结果。Leszczynski等发现SAR为2.4 W/kg的GSM 900射频场辐照EA.hv926细胞1小时可引起38个蛋白质的表达发生改变;而在相同条件下,EA.hy926v1细胞(EA.hy926的转化细胞株)中有另外45个蛋白点的表达发生变化,说明射频电磁场影响了两种细胞中不同蛋白质的表达。Sul等将4种不同组织来源的细胞暴露于2 mT正弦磁场中,每天辐照1、3和6小时,共14天,发现4种细胞对电磁场的反应性不同。生物系统的遗传特性决定了各生物系统对不同频率电磁场的反应敏感性不同,是导致目前许多研究结果不一致的原因之一。因此,我们认为只有以电磁场敏感细胞为研究对象,才能正确揭示电磁场的生物学效应和作用机制。在本博士论文的第二部分,我们利用传统双向电泳技术进行了电磁场相对敏感细胞的筛选,以为今后的深入研究奠定基础。第一部分:应用双向电泳技术研究电磁场对人乳腺癌细胞蛋白质表达的影响流行病学调查显示极低频电磁场暴露可引起乳腺癌发病率增高。在以往研究的基础上,我们选用50 Hz 0.4 mT正弦磁场对人乳腺癌细胞MCF-7进行辐照和假辐照处理24小时,提取总蛋白质进行双向电泳。银染图谱经PDQuest7.1软件分析显示,磁场辐照组中有6个蛋白质斑点的表达量发生显着改变,同时,在磁场辐照组中有19个蛋白点消失和19个蛋白点新出现。3个差异表达的蛋白质斑点经LC-ESI-IT串联质谱分析,鉴定为RNA结合蛋白调节亚基、蛋白酶体β亚基7型前体和翻译调控肿瘤蛋白。为系统研究射频电磁场对MCF-7细胞蛋白质表达的影响,选择不同时间(1、3、6、12和24小时)、不同强度(SAR为2或3.5 W/kg)、不同辐照模式(5 min-on/10 min-off或连续辐照)的217 Hz调制的全球移动通讯系统(GSM)1800 MHz射频电磁场辐照细胞,然后提取总蛋白质进行双向电泳。结果显示,在本实验条件下,1800 MHz射频电磁场对MCF-7细胞蛋白质表达谱有一定影响,但不明显,且依赖于电磁场暴露的强度、时间和模式。在上述基础上,选择作用较为明显的实验参数(SAR为3.5 W/kg,间断辐照3小时)对MCF-7细胞进行辐照,提取总蛋白质进行荧光差异双向电泳(DIGE)。采用“Decyder”软件进行分析,发现5个蛋白质点表达受电磁场作用上调。叁个蛋白经MALDI-TOF/TOF质谱鉴定为CLIC1蛋白、翻译调控肿瘤蛋白和硫醇特异性抗氧化蛋白。另外两个蛋白未得到鉴定。第二部分:应用双向电泳技术筛选电磁场敏感细胞选用来源于不同物种或组织的细胞,包括中国仓鼠肺成纤维细胞CHL、小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3、大鼠肾上腺嗜铬细胞PC12、人眼晶状体上皮细胞SRA01/04、人羊膜上皮细胞FL、人早幼粒白血病细胞HL60和人皮肤成纤维细胞HSF分别暴露于0.4 mT的50 Hz磁场24小时或SAR为3.5 W/kg的1800 MHz射频电磁场间断辐照3小时后,立即提取全蛋白,进行双向电泳。结果显示,工频磁场辐照后,PC12和FL细胞中分别检测到差异表达蛋白点共14个和23个,分别占总检测蛋白点数2.2%和3.2%,而在其余细胞中仅检测到小于1.4%的蛋白质表达发生变化;射频电磁场辐照后,NIH3T3、FL和HL60细胞中分别检测到表达差异蛋白点共20个、23个和17个,分别占总检测蛋白点数2.4%、3.5%和2.0%,在其余细胞中仅检测到小于1.3%的蛋白质表达发生变化。根据检测到的差异点数量及其占总检测蛋白质点数的百分比,结合第一部分结果,初步认为在本实验条件下,MCF-7、PC12和FL细胞为工频磁场的相对敏感细胞,NIH3T3、FL和HL60细胞为射频电磁场的相对敏感细胞。结论:1.0.4 mT50 Hz磁场可诱导人乳腺癌细胞MCF-7蛋白质表达谱发生显着改变。已鉴定的叁个差异蛋白和细胞骨架结构存在一定联系,提示细胞骨架很可能是电磁场作用的靶标。2.1800 Mnz射频电磁场处理并不能显着改变MCF-7细胞的蛋白质表达模式,提示MCF-7细胞对较高频率的射频电磁场反应性较弱。同时,该弱作用受电磁场辐照强度、作用时间和作用模式等参数的影响。3.细胞遗传和/或表观遗传(epigenetic)背景决定了其对电磁场的敏感性。在本实验条件下,MCF-7、PC12和FL细胞为工频磁场的相对敏感细胞,NIH3T3、FL和HL60细胞为射频电磁场的相对敏感细胞。不同细胞对电磁场的敏感性不同,同种细胞对不同频段的电磁场反应也可以不一样。4.蛋白质组学技术可以应用于电磁场生物学效应及机制研究。但由于环境低强度电磁场是一种弱作用因素,易受外界其它因素和细胞本身状态的影响;而蛋白质组学这种高通量技术本身是以牺牲敏感性为代价的,在应用于低强度电磁场这种弱效应研究的过程中,还存在一定的不足。因此,一方面需探索发展更灵敏、更高通量的技术;另一方面需通过国际合作,探索建立蛋白质组学技术在电磁场生物学效应研究中应用的技术标准和规范。从目前的情况看,由于蛋白质学技术本身存在的局限性,对所获得的结果还需谨慎对待,并应通过低通量的常规方法验证。5.通过对传统双向电泳技术与DIGE技术的比较,我们认为DIGE技术在电磁场应用中并不比传统双向电泳具有更大的优势。本博士论文的创新点:1.在国际上率先采用蛋白质组学技术进行了电磁场对人乳腺癌细胞蛋白质表达影响的研究及电磁场敏感细胞的筛选工作,在技术手段上有所创新。2.首次在国际上报道0.4 mT 50 Hz磁场可诱导人乳腺癌细胞MCF-7蛋白质表达谱发生显着改变,并鉴定了3个差异蛋白。3.首次从蛋白质组学的角度证明MCF-7细胞对1800 MHz射频电磁场的反应性较弱。4.在国际上首次利用蛋白质组学技术筛选了电磁场的敏感细胞,确定在本实验条件下,MCF-7细胞、PC12细胞和FL细胞为工频磁场的相对敏感细胞;NIH3T3细胞、FL细胞和HL60细胞为射频电磁场的相对敏感细胞。5.通过对两类电磁场的平行研究,证明不同细胞对电磁场的敏感性不同,而同一种细胞对不同电磁场的反应不同。

佚名[7]2005年在《劳动卫生》文中认为050001 机车乘务员心血管系统功能的调查/曹煜红…∥中国工业医学杂志2003,16(2)103~104对226名电力机车乘务员的血压和心电图情况的调查结果显示,电力机车驾驶作业对乘务员的心血管系统功能有影响。图0表3参4050002 某部战士无症状腰

参考文献:

[1]. 工频磁场对星形胶质细胞间隙连接通讯功能的影响[J]. 李秀珍, 章锁江, 竺可青, 张欣, 鲁德强. 中华劳动卫生职业病杂志. 2003

[2]. 工频磁场对星形胶质细胞GJIC的影响[D]. 李秀珍. 浙江大学. 2001

[3]. 工频匀强磁场对正常细胞和肿瘤细胞凋亡与增殖影响的研究[D]. 郭鸿涌. 河北工业大学. 2004

[4]. 中等强度旋转恒磁场亚慢性连续照射对大鼠血液、肝脏、心脏和大脑的影响[D]. 严鑫平. 南方医科大学. 2016

[5]. 环境磁场对胚胎发育及雏鸡认知功能影响[D]. 邢瑞. 苏州大学. 2011

[6]. 电磁场对细胞蛋白质表达的影响[D]. 曾群力. 浙江大学. 2007

[7]. 劳动卫生[J]. 佚名. 中国医学文摘.卫生学. 2005

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工频磁场对星形胶质细胞GJIC的影响
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