2450MHz电磁波对细胞转化和热休克蛋白的影响及其机理的研究
电子技术的迅速发展，以及微波、射频等电子产品日趋广泛的应用，使职业人员和公众受到各种频段电磁波(electromagneticfields，EMF)照射剂量日益增加。环境电磁场对健康的影响越来越受到人们的关注，特别是环境电磁场与肿瘤发生之间的关系更是关注的焦点。虽然EMF与癌症相关的研究已有许多，但至今尚未获得一致的结论。绝大多数肿瘤的发生表现为多阶段多步骤的复杂过程。这个过程大致可以分为三个阶段：激发阶段，促进阶段和增殖阶段。若高频电磁场(highfrequencyelectromagneticfield，HFEMF)与癌症的发生相关则HFEMF在癌症发生过程中至少参与一个发展阶段(激发和/或促进阶段)。French等近来提出HFEMF的能量可能扮演着应激诱导物的作用，它引起蛋白构型的改变，这种改变继而引起暴露细胞热休克蛋白(heatshockproteins，HSPs)的改变，从而干扰正常细胞的调节，最终增加癌症发生的危险性。但精确的机制还不清楚。
本研究首先检测2450MHzHFEMF对20-甲基胆蒽(20-Methylcholanthrene，MC)诱导的C3H10T1/2细胞(8克隆)细胞转化的影响；其次，以HSP70和HSP27作为应激标志研究2450MHzHFEMFs是否能够激活人类胶质瘤细胞的应激反应及其机理如何。
本研究使用的HFEMF源为2450MHz连续波(continuouswave，CW)HFEMF，该频率的电磁波广泛的应用于生活的许多方面，例如家用微波炉和蓝牙技术等。细胞暴露于2450MHzHFEMF比吸收率(SpecificAbsorptionRate，SAR)为5，10，20，50，100和200W/kg。由于2450MHzHFEMF范围在50-200W/kg的SAR,会引起照射细胞培养液温度升高，故我们设立了严格的热对照组(38-44℃)。
细胞转化实验是用于评估某处理因素起细胞癌样变化的潜在能力的实验。MC作为致瘤性转化激动因子，12-O-十四烷酰佛波醋酸酯-13(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate，TPA)作为致瘤性转化促进因子。Ⅱ型和Ⅲ型转化灶作为评判细胞致瘤性转化的最终生物学指标。
细胞转化实验结果显示，单纯2450MHzHFEMF(CW,SAR5-200W/kg，2h)和2450MHzHFEMF(CW,SAR5-200W/kg，2h)联合TPA(0.5ng/ml)暴露未发现有意义的C3H10T1/2细胞转化频率(Ⅱ型+Ⅲ型转化灶)改变。但是，我们发现2450MHzHFEMF联合MC或2450MHzHFEMF联合MC加TPA在相对高SAR(＞100W/kg)能够增加Ⅱ型+Ⅲ型转化灶转化频率。
A172细胞来源于人的恶性神经胶质细胞瘤细胞。用westernblotting方法检测HSP70，HSP27以及磷酸化的HSP27(p-HSP27)蛋白表达。我们的结果显示，在SAR＞50W/kg暴露1-3h会引起HSP70表达呈时间和剂量依赖性增高，但我们同时观察到相应的热对照组也有相同的结果。无论是HFEMF在SAR=5-200W/kg暴露1-3h还是对应的热对照处理1-3h都未引起HSP27(包括磷酸化和非磷酸化的HSP27)有意义的表达改变。但是，HFEMF在大于100W/kg能引起磷酸化HSP27瞬间增高。因为p-HSP27的升高发生在暴露后30分钟，故这是一个早期反应。
前面我们观察到一过性P-HSP27表达增高，在照射后0.5小时达到峰值。进一步的研究中发现，特异性的p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen-activatedproteinkinase，p38MAPK)抑制剂SB203580能抑制该效应的发生。且2450MHzHFEMF也引起磷酸化p38MAPK表达升高。最后，我们研究了HSP27和细胞凋亡的关系，但是未发现P-HSP27非热表达增高能影响细胞凋亡。
上述结果提示：转化的实验结果支持HFEMF是一种“促进剂”，而不是“激动剂”这一假说；2450MHzHFEMF暴露不引起HSP70和总HSP27非热表达的改变，在＞100W/kgSAR2450MHzHFEMF可引起一过性的P-HSP27的非热表达增加；这种非热表达升高可能由于HFEMF激活HSP27/p38MAPK细胞信号转导通路引起，但是，它未引起非热的细胞凋亡效应。
高频电磁波;细胞转化;热休克蛋白;细胞凋亡;胶质瘤
第四军医大学
博士
放射医学
郭国祯
2006
中文
R730.264
82
2006-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）