50Hz磁場暴露對細胞培養(yǎng)液SPR相位信號影響及其生物學意義.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（在我國主要為50 Hz磁場）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注。基于有限的流行病學研究證據(jù)，世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究中心將極低頻磁場(0-300 Hz)歸類為人類可疑致癌原。大量實驗研究結果提示工頻磁場暴露可能影響生物體或細胞產(chǎn)生生物學效應，但研究結果不一致，其關鍵是低強度工頻磁場與生物體作用的生物學機制不清楚。已有研究顯示，靜磁場、脈沖電場暴露影響液體

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胞或生物體產(chǎn)生生物學效應。為此，我們假設工頻磁場暴露體外培養(yǎng)細胞產(chǎn)生的生物學效應可能是通過作用細胞培養(yǎng)液進而影響細胞功能實現(xiàn)的。
　　為探索工頻磁場產(chǎn)生效應的機制，本學位論文研究分析了50 Hz磁場暴露對細胞培養(yǎng)液物理特性的影響及經(jīng)磁場暴露后的培養(yǎng)液對細胞功能的影響。首先，我們將α-MEM細胞培養(yǎng)液（含10％FBS）暴露于4.0 mT的50 Hz磁場不同時間(0～6

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

4、養(yǎng)液的SPR相位信號能夠恢復并接近本底水平，提示該效應具有可逆性。
　　進一步，本研究利用受4.0 mT的50 Hz磁場暴露或假暴露1h后的細胞培養(yǎng)液來處理人羊膜上皮FL細胞，將細胞繼續(xù)培養(yǎng)至48 h，采用CCK-8法分別檢測FL細胞的活力;將50 Hz磁場暴露組的細胞培養(yǎng)液孵育FL細胞5～60 min，采用Western blot法檢測MAPK信號通路(ERK，p38)和自噬信號通路(p62，LC3)相關蛋白的表達水平;采用γH

5、2AX焦點形成實驗檢測細胞DNA雙鏈斷裂情況，采用堿性彗星實驗檢測DNA片段化情況;利用流式細胞儀檢測胞內活性氧自由基(ROS)的變化。結果顯示，受4.0 mT的50 Hz磁場暴露的細胞培養(yǎng)液培養(yǎng)FL細胞，對細胞的活力、MAPK信號通路和自噬通路相關蛋白的表達水平、DNA損傷和胞內ROS水平?jīng)]有顯著影響。
　　另一方面，本研究采用相位SPR成像傳感技術分析50 Hz磁場暴露對表皮生長因子EGF溶液SPR信號的影響。結果顯示，相對于

6、假暴露組，50 Hz磁場暴露組的EGF溶液SPR相位值較初始值減小。以表皮生長因子受體EGFR連接金膜為固定相，以EGF溶液為流動相，我們發(fā)現(xiàn)相位SPR成像傳感技術能檢測EGF和EGFR的相互作用，但經(jīng)50 Hz磁場暴露的EGF未影響EGF和EGFR的相互作用。進一步，我們分析了受50 Hz磁場暴露的EGF作用細胞產(chǎn)生的生物學效應，即將50 Hz磁場暴露的EGF配制入含1％ FBS的α-MEM細胞培養(yǎng)液并培養(yǎng)FL細胞，然后檢測細胞活力和

7、EGFR聚簇。結果顯示，EGF能增強細胞活力和促進EGFR聚簇;但與假暴露組相比，50 Hz磁場暴露組的EGF未能影響FL細胞的活力和EGFR聚簇。
　　基于以上研究結果，我們認為，在本實驗條件下，50 Hz磁場暴露引起含10％FBS的α-MEM細胞培養(yǎng)液SPR相位信號的變化，但受50 Hz磁場暴露的細胞培養(yǎng)液對FL細胞活力、MAPK信號通路和自噬通路相關蛋白的表達水平、DNA損傷和細胞內ROS水平均沒有顯著影響。此外，50 Hz