电磁场生物效应的细胞膜及蛋白激酶信号转导机制研究

环境中低强度的电磁场通常通过细胞膜将物理信号转化成生物信号,进而经细胞内信号 转导途径,尤其是蛋白激酶相关途径进行传递,最终产生生物效应的模式是可能的作用机制,也是目前 生物电磁学研究的热点之一。本文就电磁场与细胞膜及蛋白激酶相关的信号转导的研究作了综述。

极低频电磁场生物效应的第二信使作用机制

随着人类社会的发展 ,日益增强的环境空间极低频电磁场已成为新的可能致癌源。揭示极低频电磁场生物效应的机制是防护其不良效应的关键。细胞内的第二信使在细胞外界作用因子的信号传递过程中起到承上启下的枢纽作用 ,因此研究第二信使有利于了解电磁场生物效应的机制。

NADPH氧化酶在电磁辐射生物效应中的作用

电磁辐射是一种复合电磁波,而人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波敏感,因此,电磁辐射可对人体造成危害.关于电磁辐射诱导的生物效应研究虽多,然而其具体机制尚不清楚.近年来,发现烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH氧化酶),又称呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,Rboh)在电磁辐射产生的生物学效应中扮演重要角色,电磁辐射可直接或间接活化NADPH氧化酶复合体,然后NADPH氧化酶可以将细胞内NADPH的电子转移而形成活性氧,或者通过一系列炎症因子和相关基质金属蛋白酶等参与炎症、防御以及组织修复等生命过程.本文对NADPH氧化酶在电磁生物学效应中的作用进行了综述.

1.8GHz射频电磁场对大鼠神经元基因表达谱的影响

目的了解1.8 GHz移动电话射频电磁场(RF EMF)对大鼠神经细胞基因表达谱的影响,筛选射频电磁场反应基因。方法将原代培养的大鼠神经细随机分为实验组(辐照组)和对照组(假辐照组),经1.8 GHz射频电磁场,SAR为2 W.kg-1,间断辐照24 h(5 min开/10 min关)后,即刻抽提两组细胞的总RNA,用Affymetrix公司的Rat Neurobiology U34 array基因芯片筛选其差异表达基因,寻找可能的RF EMF反应候选基因。结果在1200个候选基因中,筛选出34个差异表达基因,其中上调基因24个,下调基因10个。差异表达基因与多种细胞功能相关(细胞骨架、信号通路、细胞代谢等)。这些基因的变化均小于2倍,但具有统计学意义(P<0.01)。结论1.8 GHz射频辐射影响大鼠神经元多个基因的表达,某些基因的改变提示射频辐射对神经元可能产生不良影响。

活性氧在极低频电磁场生物效应机制中的研究进展

随着电力、电器设备的普遍使用，环境中极低频电磁场（extremelylow frequency electromagnetic fields，ELF-EMF），尤其是工频电磁场的分布也越来越广泛。1979年，Wertheimer和Leeper首次报道了儿童白血病发病率的增加可能与住宅附近的高压输变电设备有关。这一发现不仅使学者对于极低频电磁场潜在健康风险产生了极大兴趣，与其密切相关的公共卫生问题也引起了全社会的日益关注。

移动电话射频电磁场对大鼠神经细胞微管结合蛋白2基因表达的影响

目的了解1．8 GHz移动电话射频电磁场(RF EMF)对大鼠神经细胞基因表达的影响,筛选射频电磁场反应基因。方法体外原代培养新生SD大鼠皮层和海马神经细胞至第13天,将细胞随机分为实验组(辐照组)和对照组(假辐照组)。实验组使用217 HZ调制的1．8 GHz射频电磁场,SAR为2 W/kg,间断辐照24 h(5 min开/10 min关)；对照组置于同样的波导腔中,但不输入射频信号,进行假辐照。辐照后即刻抽提两组细胞的总RNA,然后用Rat Neurobiology U34 array基因芯片进行基因转录水平分析,找到可能的RF EMF反应候选基因。利用核糖核酸酶保护分析(RPA)法对功能相对明确、表达丰度和表达相对比值较高的变化基因进行验证。结果在Rat Neurobiology U34 array 1 200个候选基因中,筛选出34个差异表达基因,从中确定上调基因微管结合蛋白2(microtubule associated protein 2,Map2)为候选基因,经RPA方法验证,差异有统计学意义(P＜0．05)。结论Map2作为神经细胞特有的骨架蛋白,它的表达和功能的调控对于神经细胞维持正常细胞骨架和功能十分重要。1．8 GHz射频辐照可以引起大鼠神经细胞Map2基因表达上调。

1．8GHz射频电磁场对大鼠神经元基因表达的影响

目的了解大鼠神经元对1．8GHz移动电话射频电磁场（RFEMF）的反应基因，及在不同辐照时间、不同辐照模式下的基因表达。方法抽提经1．8GHz，SAR为2W／kg的射频电磁场辐照和假辐照24h后原代培养神经元的RNA，用基因芯片筛选其差异表达基因，反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）验证某些基因（Egr-1、Mbp和PIp），并观察在不同辐照时间（6、24h）、不同辐照模式（间断辐射与连续辐射）下的表达情况。结果在1200个候选基因中，24个上调，10个下调，差异表达基因与多种细胞功能相关（细胞骨架、信号通路、细胞代谢等）。RT—PCR验证Egr-1、Mbp和PIp基因的变化与芯片结果较一致。神经元暴露于1．8GHz2W／kg射频间断辐射24、6h后，Egr-1、PIp基因表达发生明显改变，差异有统计学意义LP〈0．05），而Mbp的改变无统计学意义（P〉0．05）；暴露于24h连续辐射后，Egr-1、Mbp基因表达发生明显的改变，差异有统计学意义（P〈0．05），而PIp的改变无统计学意义（P〉0．05）；暴露于6h连续辐射后，Egr-1、Mbp、PIp基因表达均未发生明显的改变。不同辐照时间（24、6h相比）和不同辐照模式（间断辐射和连续辐射相比）对神经元Egr-1、Mbp、PIp基因表达的影响存在明显差异。结论1．8GHz射频辐射影响大鼠神经元多个基因的表达；Egr-1基因表达下调、Mbp和PIp基因表达上调，提示其对神经元可能产生不良影响；1．8GHz射频间断辐射引起大鼠神经元细胞基因表达改变的效应大于连续辐射；24h射频辐照（间断或连续）引起大鼠神经元细胞基因表达改变的效应大于6h射频辐照（间断或连续）。

电磁辐射对线粒体功能及相关效应的研究进展

电磁辐射（electromagnetic radiation）是指能量以电磁波的形式通过空间传播的物理现象.其中,能够引起物质电离作用的电磁辐射称为电离辐射（ionizing radiation,IR）,主要包括X射线、γ射线、α粒子等;非电离辐射（non-ionizing radiation）是指量子能量不足以导致物质原子或分子产生电离作用的电磁辐射,包括紫外线、红外线、激光、微波、射频及极低频电磁场等.现实生活中,我们不仅可以接触到宇宙射线、放射性核素等天然电离辐射,而且,还可能接触到医疗、核电站等来源的人工电离辐射.同时,广播、电视、无线通讯以及电力事业的迅速发展也使得我们更频繁地暴露于日益增强的非电离辐射环境中.电磁辐射已逐渐成为一种环境污染源.尽管电磁辐射对生物体的某些生物效应已经明确,但是,其具体生物学机制还不甚明了.有文献报道线粒体可参与电磁辐射的生物学效应.因此,本文就对电磁辐射生物学效应与线粒体相关机制的研究进展进行阐述.

紫外线暴露下神经酰胺生物学效应的研究进展

随着环境条件的改变及臭氧层空洞的出现,地球表面紫外线（UV）辐射水平日趋增强,它对人类生存环境造成越来越大的影响.UV是波长范围在100～400 nm之间的一种电磁波.根据其生物效应的差异,按照波长可以划分为3个波段：UVA （320 ～400 nm）、UVB （280～320 nm）、UVC （200～280nm）.UV作为一种环境因素具有双向效应.一方面,UV能够消毒杀菌,增强机体免疫力和有利维生素D合成;另一方面,过度暴露UV可引起皮肤炎症、色素沉着异常、屏障功能减弱,甚至癌变等.

工频磁场对人绒毛滋养细胞分泌功能的影响

目的研究50 Hz工频磁场对离体原代培养的人早孕绒毛滋养细胞分泌功能的影响,探索工频磁场生殖健康效应的可能机制。方法体外分离、培养人早孕绒毛滋养细胞,以0.2、0.4 mT强度的工频磁场分别辐照处理6、12、24、48以及72h,每一辐照组均设立相应时间的平行对照组,用电化学发光免疫分析法测定每组细胞培养液中人绒毛膜促性腺激素(HCG)和黄体酮的含量并对结果进行统计分析。结果0.2 mT工频磁场辐照72 h内,滋养细胞分泌的HCG和黄体酮与空白对照组的差异无统计学意义(P>0.05)。0.4 mT工频磁场辐照48 h内不影响滋养细胞的分泌;辐照72 h,则可以明显抑制滋养细胞分泌HCG与黄体酮(与空白对照组相比,P<0.05)。结论一定强度的工频磁场长时间辐照可抑制绒毛滋养细胞的分泌功能,阈强度可能在0.2至0.4 mT之间。

工频磁场对人绒毛滋养细胞凋亡相关基因表达的影响

目的研究50 Hz工频磁场对人早孕绒毛滋养细胞凋亡相关基因表达的影响,探索工频磁场对人生殖健康影响的可能机制。方法体外分离培养人早孕绒毛滋养细胞,以50 Hz、0.4 mT强度的正弦磁场分别辐照处理6、48、72 h,同时设立相应的平行对照组,用实时荧光定量逆转录—聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测工频磁场辐照对bcl-2、bax、caspase-3、p53、fas基因表达的影响。结果辐照6、48、72 h后bcl-2、bax、caspase-3、p53、fas基因表达变化倍数平均值均接近1,暴露组与对照组的差异均没有统计学意义(P<0.05)。结论72 h内,0.4 mT工频磁场体外辐照不会影响人早孕绒毛滋养细胞bcl-2、bax、caspase-3、p53、fas等凋亡相关基因的表达水平。

酸性鞘磷脂酶在信号转导中的作用

酸性鞘磷脂酶（acid sphingomyelinase，ASMase）于1963年被Gatt及其同事发现，因其生物学活性最适宜于酸性环境，故得此名。随着对外界刺激因子跨膜信号转导机制研究的不断深入，显示ASMase在各类外界刺激因子诱导的跨膜信号转导过程以及生物学效应产生过程中扮演着重要角色。

神经酰胺在细胞应激反应中的作用

神经酰胺（ceramide）作为鞘脂类物质代谢的一类中间产物，由1个长链脂肪酸（2～28个碳）和鞘氨醇或1个相关基团连接而成，具有高度疏水性。研究表明，神经酰胺不仅在鞘脂类生物合成过程中占有重要的地位，而且，对细胞稳态也起着重要的生理作用。目前，已知神经酰胺及其代谢产物在细胞分化、增殖、凋亡与老化等过程中均扮演了重要的角色。