移动电话射频电磁场对表皮生长因子受体聚簇的影响及噪声磁场的干预

摘要

随着无线通讯事业的飞速发展，移动电话即手机正在全世界普及，由此引起的射频电磁场(以下简称“射频场”，radiofrequencyelectromagneticfields，RFEMF)对人类健康的可能影响已经成为生物电磁学和环境医学研究的热点问题。移动电话的工作频率主要在800MHz～3000MHz，属射频波段。鉴于引起温升有害作用的4W/kg阈值，国际非电离辐射防护委员会(InternationalCommissiononNon-IonizingRadiationProtection，ICNIRP)制定了10-50安全系数的射频辐射全身卫生标准。然而，低于该标准即低强度的电磁波究竟是否会对生物体产生影响及其作用机制如何则是一个长期争论并困扰科学界的问题，致使在不同国家的电磁波卫生标准达数百倍乃至千倍的差距延续数十年至今。总的来说，射频场的潜在危害效应较弱，尤其是短期暴露，对长期暴露的效应和机制认识也还很不够；电磁场的作用在人体、动物和细胞水平都存在明显个体差异。就目前来看，已有的研究结果还不能对射频场诱发的生物学效应和健康影响作出明确的结论，需把重点放在射频场的作用机制研究上。对射频场作用机制研究的一个首要问题就是了解细胞如何感应射频场的。已有研究结果提示电磁场的生物效应有细胞内信号转导途径的参与，但电磁场如何活化细胞内信号转导途径尚不清楚。一般认为电磁场可能通过作用于细胞膜上已存在的信号转导途径，将物理信号转化成生物信号，经过信号转导及生物放大，最终产生生物效应，即细胞膜可能是电磁场生物信号转导的主要起始位点。细胞膜受体是细胞外激素和细胞因子等配体的作用位点。本实验室前期研究表明，50Hz的工频磁场可以诱导细胞膜表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)聚簇，等强度的噪声磁场却不能诱导受体的聚簇，而且还能在一定程度上抑制工频磁场对受体的聚簇效应。EGFR属于酪氨酸蛋白激酶受体家族，它在调节细胞的增殖、迁移、分化和凋亡中起到重要作用。射频场如何从物理信号转化为生物信号尚不清楚，本学位论文拟从探讨射频场的作用位点出发，研究GSM1800MHz射频场对细胞膜EGFR聚簇的可能诱导作用及噪声磁场的干预效应。 Litovitz提出时空相干理论，他认为：只有同时具备时间和空间相干性的磁场才能引起机体生物学效应的改变。体内热噪声磁场虽然强度较大，但由于其时间和空间的非相干性，而不能产生生物学效应。如果在相干场上叠加一个强度足够大的不相干场(噪声)，整合为不相干场，可导致相干场所致生物学效应的消失。他的研究小组报道噪声磁场能完全抑制60Hz电磁场引起的L929细胞鸟苷酸脱羧酶(ornithinedecarboxylase，ODC)活性增强。 本论文选用中国仓鼠肺成纤维细胞(CHL)作为研究对象。将CHL细胞暴露于不同强度、不同频率调制以及是否有噪声磁场叠加的1800MHz射频场15min，并设立假辐照组为阴性对照，EGF处理组为阳性对照。辐照条件包括：1)分别用不同比吸收率(specificabsorptionrate，SAR)值(4、2、1、0.5和0.1W/kg)的217Hz频率调制的1800MHz射频场辐照处理15min； 2)分别用SAR值为0.5W/kg的不同频率(217、50和0Hz)调制的1800MHz射频场辐照处理15min； 3)分别用不同SAR值(4、2和1W/kg)的0Hz频率调制即非调制的1800MHz射频场辐照处理15min； 34)噪声磁场组(NoiseMF组)：用2μT噪声磁场单独辐照处理15min； 5)复合磁场组(RFEMF+NoiseMF组)：分别用SAR值为0.5w/kg的不同频率(217Hz和50Hz)调制的1800MHz射频场与2μT噪声磁场叠加的复合磁场辐照处理15min。 辐照完成后，立即倒去培养液，用PBS快速漂洗后，依次用多聚甲醛固定，山羊血清封闭，一抗、二抗作用及亚丙基碘染色处理，然后用90％甘油封片，最后用激光共聚焦显微镜观察分析。 激光共聚焦显微镜观察的结果显示，SAR值为0.5、1、2和4W/kg的调制射频场辐照CHL细胞15min可诱导细胞膜EGFR聚簇，但当SAR值为0.1W/kg时，细胞膜不出现EGFR聚簇；50Hz和217Hz脉冲调制的射频场均可以诱导EGFR聚簇，而连续波(0Hz脉冲调制)则不能诱导EGFR聚簇；SAR分别为1、2和4W/kg的非调制射频场同样不能诱导EGFR聚簇。单独2μT噪声磁场不能诱导细胞膜EGFR聚簇，当2μT噪声磁场与射频场叠加后，可抑制射频场诱导的细胞膜EGFR聚簇。 本研究得出以下结论：GSM1800MHz射频场能诱导细胞膜EGFR聚簇，其作用阈值为0.5W/kg，波的调制在其中起主要作用；一定强度的噪声磁场可阻断GSM1800MHz射频场诱导的细胞膜EGFR聚簇。

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