50Hz磁場(chǎng)暴露對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)液SPR相位信號(hào)影響及其生物學(xué)意義.pdf

1、隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展與家用電器的日益普及，環(huán)境工頻磁場(chǎng)（在我國(guó)主要為50 Hz磁場(chǎng)）的暴露水平不斷增加，其可能的健康危害日益引起公眾的關(guān)注。基于有限的流行病學(xué)研究證據(jù)，世界衛(wèi)生組織下屬的國(guó)際癌癥研究中心將極低頻磁場(chǎng)(0-300 Hz)歸類為人類可疑致癌原。大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提示工頻磁場(chǎng)暴露可能影響生物體或細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，但研究結(jié)果不一致，其關(guān)鍵是低強(qiáng)度工頻磁場(chǎng)與生物體作用的生物學(xué)機(jī)制不清楚。已有研究顯示，靜磁場(chǎng)、脈沖電場(chǎng)暴露影響液體

2、或溶液中生物大分子的物理特性，且受暴露的液體或生物大分子能作用于細(xì)胞或生物體產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。為此，我們假設(shè)工頻磁場(chǎng)暴露體外培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)可能是通過作用細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)而影響細(xì)胞功能實(shí)現(xiàn)的。
　　為探索工頻磁場(chǎng)產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制，本學(xué)位論文研究分析了50 Hz磁場(chǎng)暴露對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)液物理特性的影響及經(jīng)磁場(chǎng)暴露后的培養(yǎng)液對(duì)細(xì)胞功能的影響。首先，我們將α-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液（含10％FBS）暴露于4.0 mT的50 Hz磁場(chǎng)不同時(shí)間(0～6

3、0min)，利用檢測(cè)表面等離子體共振(Surface plasmon resonance，SPR)的相位信號(hào)變化來分析培養(yǎng)液折射率的變化情況，并觀察了不同強(qiáng)度(0～4.0 mT)50 Hz磁場(chǎng)暴露對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)液SPR相位信號(hào)的影響。結(jié)果顯示，50 Hz磁場(chǎng)暴露引起α-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液的SPR相位信號(hào)變化，且該效應(yīng)具有磁場(chǎng)暴露時(shí)間、暴露強(qiáng)度依賴性。同時(shí)，我們將細(xì)胞培養(yǎng)液暴露于4.0 mT的50 Hz磁場(chǎng)暴露30 min后停止磁場(chǎng)暴露，發(fā)現(xiàn)培

4、養(yǎng)液的SPR相位信號(hào)能夠恢復(fù)并接近本底水平，提示該效應(yīng)具有可逆性。
　　進(jìn)一步，本研究利用受4.0 mT的50 Hz磁場(chǎng)暴露或假暴露1h后的細(xì)胞培養(yǎng)液來處理人羊膜上皮FL細(xì)胞，將細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)至48 h，采用CCK-8法分別檢測(cè)FL細(xì)胞的活力;將50 Hz磁場(chǎng)暴露組的細(xì)胞培養(yǎng)液孵育FL細(xì)胞5～60 min，采用Western blot法檢測(cè)MAPK信號(hào)通路(ERK，p38)和自噬信號(hào)通路(p62，LC3)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平;采用γH

5、2AX焦點(diǎn)形成實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞DNA雙鏈斷裂情況，采用堿性彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)DNA片段化情況;利用流式細(xì)胞儀檢測(cè)胞內(nèi)活性氧自由基(ROS)的變化。結(jié)果顯示，受4.0 mT的50 Hz磁場(chǎng)暴露的細(xì)胞培養(yǎng)液培養(yǎng)FL細(xì)胞，對(duì)細(xì)胞的活力、MAPK信號(hào)通路和自噬通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平、DNA損傷和胞內(nèi)ROS水平?jīng)]有顯著影響。
　　另一方面，本研究采用相位SPR成像傳感技術(shù)分析50 Hz磁場(chǎng)暴露對(duì)表皮生長(zhǎng)因子EGF溶液SPR信號(hào)的影響。結(jié)果顯示，相對(duì)于

6、假暴露組，50 Hz磁場(chǎng)暴露組的EGF溶液SPR相位值較初始值減小。以表皮生長(zhǎng)因子受體EGFR連接金膜為固定相，以EGF溶液為流動(dòng)相，我們發(fā)現(xiàn)相位SPR成像傳感技術(shù)能檢測(cè)EGF和EGFR的相互作用，但經(jīng)50 Hz磁場(chǎng)暴露的EGF未影響EGF和EGFR的相互作用。進(jìn)一步，我們分析了受50 Hz磁場(chǎng)暴露的EGF作用細(xì)胞產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)，即將50 Hz磁場(chǎng)暴露的EGF配制入含1％ FBS的α-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液并培養(yǎng)FL細(xì)胞，然后檢測(cè)細(xì)胞活力和

7、EGFR聚簇。結(jié)果顯示，EGF能增強(qiáng)細(xì)胞活力和促進(jìn)EGFR聚簇;但與假暴露組相比，50 Hz磁場(chǎng)暴露組的EGF未能影響FL細(xì)胞的活力和EGFR聚簇。
　　基于以上研究結(jié)果，我們認(rèn)為，在本實(shí)驗(yàn)條件下，50 Hz磁場(chǎng)暴露引起含10％FBS的α-MEM細(xì)胞培養(yǎng)液SPR相位信號(hào)的變化，但受50 Hz磁場(chǎng)暴露的細(xì)胞培養(yǎng)液對(duì)FL細(xì)胞活力、MAPK信號(hào)通路和自噬通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平、DNA損傷和細(xì)胞內(nèi)ROS水平均沒有顯著影響。此外，50 Hz