工頻磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞膜受體的作用及噪聲磁場(chǎng)的干預(yù).pdf

1、隨著超高壓輸變電技術(shù)的迅速發(fā)展，各種電力設(shè)備、電器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、辦公室及家庭，如此廣泛的電利用，在給人們帶來便利的同時(shí)，也使更多的人暴露于工頻磁場(chǎng)之中。自1979年Wertheimer等首次報(bào)道居住在大電流配電結(jié)構(gòu)的電線附近兒童白血病發(fā)病率增高以后，越來越多的研究提示工頻磁場(chǎng)可引起有害的生物效應(yīng)。特別是有研究報(bào)道，由高壓輸電線等產(chǎn)生的工頻磁場(chǎng)可增加神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤及淋巴瘤的發(fā)病率。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(InternationalAgen

2、cyforResearchonCancer，IARC)已于2000年將工頻電磁場(chǎng)列為可疑致癌物。世界衛(wèi)生組織(WorldHealthOrganization，WHO)推薦采用國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)(InternationalCommissiononNon-IonizingRadiationProtection，ICNIRP)的《時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)暴露限值導(dǎo)則》，其中50Hz磁場(chǎng)的職業(yè)暴露限值是0.5mT。但近年來有不少文獻(xiàn)報(bào)道低于

3、該強(qiáng)度的工頻磁場(chǎng)就能引起生物效應(yīng)。因此，如何確定一個(gè)科學(xué)合理的電磁場(chǎng)暴露標(biāo)準(zhǔn)值成為當(dāng)前急需解決的問題。 目前關(guān)于工頻磁場(chǎng)生物效應(yīng)的機(jī)制仍不明確。環(huán)境中極低頻電磁場(chǎng)通常因能量較低而難以直接與生物大分子作用或?qū)е翫NA損傷，引發(fā)突變、畸變及斷裂等效應(yīng)。已有研究結(jié)果提示電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)有細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的參與，但電磁場(chǎng)如何活化細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑尚不清楚。一般認(rèn)為電磁場(chǎng)可能通過作用于細(xì)胞膜上已存在的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，將物理信號(hào)轉(zhuǎn)化成生物

4、信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及生物級(jí)聯(lián)放大，最終產(chǎn)生生物效應(yīng)。浙江大學(xué)生物電磁學(xué)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室前期研究表明50Hz、0.4mT的工頻磁場(chǎng)可以誘導(dǎo)中國(guó)倉(cāng)鼠肺成纖維細(xì)胞(CHL)膜表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR)聚簇，等強(qiáng)度的噪聲磁場(chǎng)卻不能誘導(dǎo)受體的聚簇，而且還能在一定程度上抑制工頻磁場(chǎng)對(duì)受體的聚簇效應(yīng)，支持了細(xì)胞膜可能是電磁場(chǎng)生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要起始位點(diǎn)這一假設(shè)。但目前尚未進(jìn)一步證實(shí)工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的

5、受體聚簇與相應(yīng)配體誘導(dǎo)的受體聚簇是否具有相同的后續(xù)效應(yīng)，即是否發(fā)生EGFR的自身磷酸化而激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。 Litovitz等提出了電磁場(chǎng)的時(shí)空相干理論，認(rèn)為：規(guī)則電磁場(chǎng)是相干場(chǎng)，可誘導(dǎo)生物體產(chǎn)生效應(yīng)，而噪聲磁場(chǎng)為非相干場(chǎng)，可以干預(yù)前者的生物效應(yīng)。本文選用人羊膜FL(humanamnioticcells)細(xì)胞作為研究對(duì)象，將FL細(xì)胞暴露于0.05、0.1、0.2、0.4mT的工頻磁場(chǎng)，0.2mT的噪聲磁場(chǎng)及0.1、0.

6、2、0.4mT工頻磁場(chǎng)與0.2mT噪聲磁場(chǎng)疊加的復(fù)合磁場(chǎng)，以細(xì)胞膜EGF受體聚簇程度和自身磷酸化為研究對(duì)象，探索了工頻磁場(chǎng)及由噪聲磁場(chǎng)與工頻磁場(chǎng)疊加產(chǎn)生的復(fù)合磁場(chǎng)的生物效應(yīng)。 1.工頻磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞膜EGF受體聚簇的誘導(dǎo)作用 細(xì)胞膜受體是電磁場(chǎng)信號(hào)與細(xì)胞間的可能耦合位點(diǎn)。為了探索工頻磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞膜受體的作用，將FL細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)2天后，分組并作不同的處理：(1)空白對(duì)照組：未經(jīng)任何處理；(2)陽(yáng)性對(duì)照組：用EGF100ng/

7、ml處理15min；(3)工頻磁場(chǎng)輻照組(MF組)：分別用0.05、0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)輻照處理15min。處理后，立即倒去培養(yǎng)液，用0.1MPBS快速漂洗后，依次用4﹪多聚甲醛固定，100﹪冰甲醇通透細(xì)胞膜，10﹪山羊血清封閉，抗EGF受體抗體，F(xiàn)ITC標(biāo)記的二抗作用及亞丙基碘染色處理，每次處理后都以PBS漂洗3次，最后用90﹪甘油封片成標(biāo)本。然后做激光共聚焦顯微鏡觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)EGF處理及0.1、0.2、0.4mT工頻

8、磁場(chǎng)輻照15min可誘導(dǎo)細(xì)胞膜EGFR聚簇，但0.05mT工頻磁場(chǎng)不能誘導(dǎo)細(xì)胞膜EGFR聚簇。 2.工頻磁場(chǎng)對(duì)EGF受體Y1173位點(diǎn)磷酸化的影響 為了研究工頻磁場(chǎng)輻照后EGFR究竟有無活化，本文以EGF受體Y1173位點(diǎn)磷酸化為對(duì)象，將FL細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)2天后，分組并作不同的處理：(1)空白對(duì)照組：未經(jīng)任何處理；(2)陽(yáng)性對(duì)照組：用EGF100ng/ml處理15min；(3)工頻磁場(chǎng)輻照組(MF組)：分別用0.05、

9、0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)輻照處理15min。處理后，用裂解液裂解細(xì)胞，提取蛋白質(zhì)。定量后，以Western印記法測(cè)定EGF受體Y1173位點(diǎn)磷酸化程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)EGF處理及0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)輻照15min均能使Y1173位點(diǎn)發(fā)生自身磷酸化。 3.噪聲磁場(chǎng)對(duì)工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的細(xì)胞膜EGF受體聚簇及磷酸化的干預(yù)作用 由于驗(yàn)證Litovitz提出的電磁場(chǎng)時(shí)空相干理論的系列實(shí)驗(yàn)中所用的磁場(chǎng)強(qiáng)度很低，其本

10、身的效應(yīng)存在不確定性，因此導(dǎo)致噪聲磁場(chǎng)干預(yù)效應(yīng)得不到廣泛認(rèn)同。上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一定強(qiáng)度的工頻磁場(chǎng)可以誘導(dǎo)細(xì)胞膜EGF受體聚簇，且Y1173位點(diǎn)發(fā)生自身磷酸化。為了探索噪聲磁場(chǎng)可能存在的對(duì)電磁場(chǎng)生物效應(yīng)的干預(yù)作用，我們用細(xì)胞膜受體聚簇及Y1173位點(diǎn)磷酸化作指標(biāo)，研究了0.2mT的噪聲磁場(chǎng)存在的作用。 (1)噪聲磁場(chǎng)抑制工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的細(xì)胞膜EGF受體的聚簇 將FL細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)2天后，分組并作不同的處理：(1)空白對(duì)

11、照組：未經(jīng)任何處理；(2)陽(yáng)性對(duì)照組：用EGF100ng/ml處理15min；(3)工頻磁場(chǎng)輻照組(MF組)：分別用0.05、0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)輻照處理15min；(4)噪聲磁場(chǎng)組(N組)：用0.2mT噪聲磁場(chǎng)輻照處理15min；(5)復(fù)合磁場(chǎng)組(MF+N組)：用0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)與0.2mT噪聲磁場(chǎng)疊加的復(fù)合磁場(chǎng)輻照處理15min。處理后的細(xì)胞經(jīng)上述相同的方法封片并作激光共聚焦顯微鏡觀察分析。結(jié)果表明0

12、.2mT噪聲磁場(chǎng)不誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體的聚簇；當(dāng)0.2mT的噪聲磁場(chǎng)與0.1、0.2mT的工頻磁場(chǎng)相互疊加形成復(fù)合磁場(chǎng)后，工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體聚簇的現(xiàn)象不出現(xiàn)；而0.2mT的噪聲磁場(chǎng)與0.4mT的工頻磁場(chǎng)相互疊加形成復(fù)合磁場(chǎng)后，工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體聚簇的效應(yīng)受到部分抑制。 (2)噪聲磁場(chǎng)抑制工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的EGF受體磷酸化 將FL細(xì)胞分別經(jīng)0.05、0.1、0.2、0.4mT工頻磁場(chǎng)，0.2mT噪聲磁場(chǎng)，0.1、0.2、

13、0.4mT工頻磁場(chǎng)與0.2mT噪聲磁場(chǎng)疊加的復(fù)合磁場(chǎng)輻照處理15min后，裂解細(xì)胞，提取蛋白質(zhì)，以Western印記法測(cè)定EGF受體Y1173位點(diǎn)磷酸化程度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.2mT噪聲磁場(chǎng)輻照細(xì)胞EGF受體Y1173位點(diǎn)未發(fā)生磷酸化；當(dāng)0.2mT的噪聲磁場(chǎng)與0.1、0.2mT的工頻磁場(chǎng)相互疊加形成復(fù)合磁場(chǎng)后，EGF受體Y1173位點(diǎn)磷酸化現(xiàn)象不出現(xiàn)；而0.2mT的噪聲磁場(chǎng)與0.4mT的工頻磁場(chǎng)相互疊加形成復(fù)合磁場(chǎng)后，EGF受體Y1173位點(diǎn)

14、磷酸化現(xiàn)象仍存在。 本研究獲得了以下結(jié)論： (一)0.1mT工頻磁場(chǎng)輻照能誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體的聚簇，而0.05mT工頻磁場(chǎng)輻照不能誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體的聚簇，不僅支持低強(qiáng)度的工頻磁場(chǎng)就能引起生物效應(yīng)的研究報(bào)道，而且得出工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)受體聚簇的作用閾值可能是0.05～0.1mT之間。 (二)一定強(qiáng)度的工頻磁場(chǎng)輻照可誘導(dǎo)細(xì)胞膜受體的聚簇，進(jìn)一步證實(shí)了細(xì)胞膜受體是工頻磁場(chǎng)信號(hào)與生物體耦合的可能位點(diǎn)之一。 (三)本研