電磁場暴露對神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞DNA損傷和細(xì)胞功能影響研究.pdf

1、神經(jīng)系統(tǒng)是機(jī)體響應(yīng)外界環(huán)境刺激的敏感系統(tǒng)之一，也是環(huán)境電磁場暴露的主要靶系統(tǒng)?；谟邢薜牧餍胁W(xué)研究結(jié)果，國際癌癥研究中心將環(huán)境中最常見的兩類電磁場——極低頻磁場和射頻電磁場均歸為人類可疑致癌原，但這一結(jié)論缺乏實驗研究證據(jù)支持。盡管國內(nèi)外學(xué)者開展了大量分子細(xì)胞生物學(xué)實驗研究分析環(huán)境電磁場的生物學(xué)效應(yīng)并探索其作用機(jī)制，包括環(huán)境電磁場對神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞的行為（細(xì)胞增殖/凋亡、細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞分化）、遺傳毒性、基因/蛋白質(zhì)表達(dá)、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)

2、導(dǎo)等影響，但是研究報道結(jié)果存在較大不一致，因此，環(huán)境電磁場暴露的生物學(xué)效應(yīng)至今還不明確，其作用機(jī)制也不清楚。造成這一研究現(xiàn)狀的主要原因有:1）以往研究采用不同的單種細(xì)胞模型為主，忽略了不同細(xì)胞感受電磁場可能存在差異性，缺乏系統(tǒng)性設(shè)計;2）研究者采用不同的暴露系統(tǒng)、暴露參數(shù)，研究結(jié)果缺乏可比性。因此，采用標(biāo)準(zhǔn)化暴露裝置系統(tǒng)分析并明確電磁場暴露對神經(jīng)系統(tǒng)來源不同細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)顯得尤為關(guān)鍵。
　　為此，本學(xué)位論文研究以神經(jīng)系統(tǒng)來源的細(xì)

3、胞系(U251、A172、SH-SY5Y)和原代培養(yǎng)的大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、皮層神經(jīng)元為研究模型，采用國際上公認(rèn)、商品化的極低頻電磁場和射頻電磁場暴露系統(tǒng)，應(yīng)用靈敏和經(jīng)典的分子細(xì)胞生物學(xué)實驗技術(shù)，系統(tǒng)分析50Hz磁場和1800MHz射頻電磁場暴露對神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞DNA損傷和細(xì)胞功能的影響。我們首先采用指示DNA雙鏈斷裂的早期、靈敏、特異的金指標(biāo)——γH2AX焦點形成分析技術(shù)，檢測了50Hz磁場和1800MHz射頻電磁場暴露對D

4、NA雙鏈斷裂的影響，以評價電磁場暴露是否引起神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞的遺傳毒性?；谏窠?jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞系和原代培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞不同的生物學(xué)特性，我們進(jìn)一步分析了50Hz磁場和1800MHz射頻電磁場暴露對U251、A172和SH-SY5Y細(xì)胞行為（細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和細(xì)胞活力）的影響;分析了電磁場暴露對原代培養(yǎng)大鼠神經(jīng)細(xì)胞功能的影響，包括星形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)水平、小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能及細(xì)胞因子水平和皮層神經(jīng)元軸突

5、、樹突發(fā)育及突觸發(fā)生。
　　細(xì)胞經(jīng)50 Hz磁場暴露后，我們發(fā)現(xiàn):1）1.0mT或2.0mT的50Hz磁場暴露1h、6h或24h未顯著影響神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞系U251、A172、SH-SY5Y和原代培養(yǎng)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、皮層神經(jīng)元γH2AX焦點形成;2）2.0mT的50Hz磁場暴露24h未顯著影響U251、A172、SH-SY5Y細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞增殖和細(xì)胞活力;3）2.0mT的50Hz磁場暴露24 h未顯著影響星

6、形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β水平;4）2.0mT的50Hz磁場暴露24 h未顯著影響小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能和細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β水平;5）2.0mT的50Hz磁場暴露未顯著影響皮層神經(jīng)元軸突的長度及其分支的長度和數(shù)量、皮層神經(jīng)元樹突的總長度及其分支的長度和數(shù)量以及皮層神經(jīng)元的興奮性突觸和抑制性突觸的平均密度。
　　細(xì)胞經(jīng)比吸收率為4.0W/kg的1800MHz射頻電磁場暴露后，我們發(fā)現(xiàn):1

7、）射頻電磁場暴露1h、6h或24h未顯著增加神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞系U251、A172、SH-SY5Y和原代培養(yǎng)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、皮層神經(jīng)元的γH2AX焦點形成;2）射頻電磁場暴露24h未顯著影響U251、A172、SH-SY5Y細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞增殖和細(xì)胞活力;3）射頻電磁場暴露24h未顯著影響星形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β水平;4）射頻電磁場暴露24h顯著減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能，但未顯著影響其細(xì)

8、胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β水平;5）射頻電磁場暴露顯著降低皮層神經(jīng)元的一級樹突長度，但對皮層神經(jīng)元的軸突、樹突發(fā)育及突觸發(fā)生沒有顯著影響。
　　根據(jù)以上研究結(jié)果，我們得出如下結(jié)論:1）在本實驗條件下，50 Hz磁場和1800MHz射頻電磁場暴露未能顯著誘導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞的遺傳毒性;2）50Hz磁場和1800MHz射頻電磁場暴露未能顯著影響神經(jīng)系統(tǒng)來源細(xì)胞系的細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞增殖和細(xì)胞活力;3）50Hz磁場未顯著影響