基于磁場(chǎng)刺激的細(xì)胞生物效應(yīng)機(jī)理研究.pdf

1、對(duì)生物在電磁場(chǎng)中的生理生化反應(yīng)的檢測(cè)是涉及到生物學(xué)和電磁學(xué)的多學(xué)科交叉領(lǐng)域。生物本質(zhì)由多種元素構(gòu)成的，體內(nèi)普遍存在電荷移動(dòng)，隨著電子產(chǎn)業(yè)的興起，電磁波的存在越來(lái)越廣泛，電磁輻射也越來(lái)越密集，因此處于各種電磁場(chǎng)中的生物體必然受到影響。本論文對(duì)磁場(chǎng)在多方面多層次的生物效應(yīng)進(jìn)行了概述，并分析了磁場(chǎng)激發(fā)生物效應(yīng)的機(jī)制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和檢測(cè)了電磁場(chǎng)對(duì)生物體多方面的影響。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，本論文設(shè)計(jì)研制了適合本論文中不同實(shí)驗(yàn)要求的磁場(chǎng)刺激器和

2、信號(hào)放大裝置。一款為能夠輸出單脈沖和連續(xù)脈沖的強(qiáng)磁場(chǎng)刺激器;另外一款為可調(diào)控的低強(qiáng)度工頻磁場(chǎng)刺激器。本論文還針對(duì)生物電信號(hào)較弱的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了動(dòng)物心電信號(hào)放大和采集裝置，滿(mǎn)足了本論文中生物實(shí)驗(yàn)需求。
　　本論文通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物蟾蜍、家兔、小鼠的開(kāi)胸在體心臟進(jìn)行磁場(chǎng)刺激作用，探討磁場(chǎng)對(duì)心肌細(xì)胞機(jī)能的生物效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)對(duì)磁場(chǎng)刺激下動(dòng)物的心率(HR)，心室射血時(shí)間(ET)，心肌收縮幅度(△D)等機(jī)能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)刺激能夠增強(qiáng)心肌

3、細(xì)胞收縮機(jī)能，對(duì)動(dòng)物心率也有一定促進(jìn)作用，但磁場(chǎng)刺激對(duì)心率的影響在不同種類(lèi)的動(dòng)物中表現(xiàn)不同，存在明顯的“窗口效應(yīng)”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為磁刺激代替電刺激對(duì)心臟復(fù)律和除顫提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
　　本論文采用了MTT法、DNA電泳法和流式細(xì)胞法檢測(cè)磁刺激對(duì)細(xì)胞增殖與凋亡的影響。MTT比色法檢測(cè)細(xì)胞增殖活力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明工頻磁場(chǎng)刺激具有促進(jìn)離體細(xì)胞增殖率的作用，但工頻磁場(chǎng)刺激對(duì)細(xì)胞增殖的作用是非線(xiàn)性，這一增殖效果與磁場(chǎng)強(qiáng)度及作用時(shí)間相關(guān)，存在明顯“窗

4、口效應(yīng)”。細(xì)胞DNA的瓊脂凝膠電泳實(shí)驗(yàn)結(jié)果中未出現(xiàn)細(xì)胞凋亡所特有的梯狀譜帶。實(shí)驗(yàn)采用流式細(xì)胞術(shù)分析細(xì)胞周期分布，細(xì)胞凋亡狀況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦不支持工頻磁場(chǎng)對(duì)離體細(xì)胞凋亡存在明顯誘導(dǎo)作用。
　　本論文對(duì)輻射敏感蛋白HPRT的核酸序列和氨基酸序列進(jìn)行了生物信息學(xué)研究，在分子水平上討論了不同物種間HPRT核酸和蛋白的進(jìn)化同源性，構(gòu)建了分子進(jìn)化樹(shù)。對(duì)離體培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行梯度強(qiáng)度的工頻磁場(chǎng)連續(xù)刺激，提取各實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞HPRT的cDNA，對(duì)該基因序列進(jìn)

5、行測(cè)定分析。將檢測(cè)結(jié)果與Genbank中序列進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)明顯的堿基點(diǎn)突變，說(shuō)明在本論文所設(shè)定的梯度磁場(chǎng)強(qiáng)度與作用時(shí)間內(nèi)，工頻磁場(chǎng)刺激具有一定的生物安全性，不會(huì)在分子水平令細(xì)胞遺傳物質(zhì)產(chǎn)生基因突變。
　　本論文還采用了多種生物學(xué)檢測(cè)方法對(duì)人淋巴細(xì)胞中端粒酶活性進(jìn)行檢測(cè)分析。結(jié)果表明:外周血淋巴細(xì)胞在被PHA和rhIL-2刺激活化后，端粒酶活性升高，升高的端粒酶活性能夠被JAK抑制劑所抑制，提示端粒酶活性的升高依賴(lài)JAK