【摘要】：電磁輻射正在改變?nèi)祟惿姝h(huán)境的物理性質(zhì),人類暴露于電磁輻射的強度、時間和復雜性與日俱增,對人類健康的危害也日益彰顯。深入研究電磁輻射損傷效應,闡明損傷機理,提出危害防治措施,是目前亟待解決的重要問題。本文主要從電磁輻射對致病性病毒的激活作用,長期電磁輻射致細胞惡性轉(zhuǎn)化作用,長期電磁輻射致細胞惡性轉(zhuǎn)化作用基因表達譜分析,維生素C、維生素E和富氫水的電磁輻射防護作用,進行了深入研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了1800 MHz電磁暴露對EB病毒激活作用。研究表明,暴露于SAR值為4.0 W/kg的1800 MHz電磁輻射,在輻照2h/d,持續(xù)輻照2、5、8天,均未能顯著激活Raji細胞中的EB病毒,EB病毒激活關(guān)鍵基因表達量未有顯著變化;1800 MHz電磁輻射能明顯激活B95-8細胞中的EB病毒,EB病毒激活相關(guān)關(guān)鍵基因表達量顯著增加,并且基因表達隨著電磁輻射輻照時間增長而表達量顯著升高。(2)研究了SAR值為8.0 W/kg的長期1800 MHz電磁暴露致Balb/c-3T3細胞惡性轉(zhuǎn)化作用。研究表明表明,暴露于1800 MHz電磁輻射40天、60天和80天時,細胞增殖能力顯著增強,細胞周期分布發(fā)生一定變化,細胞克隆形成能力和遷移能力大大增強。暴露40天、60天的Balb/c-3T3細胞的細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化,能夠在SCID小鼠體內(nèi)形成腫瘤。暴露80天的Balb/c-3T3細胞具有一定惡性轉(zhuǎn)化能力,這種能力尚不能在SCID小鼠體內(nèi)形成腫瘤。(3)研究了長期1800 MHz電磁暴露過程致Balb/c-3T3細胞惡性轉(zhuǎn)化作用機制研究。在暴露40天、60天和80天過程中,持續(xù)變化顯著的基因為Angpt4、P2rx3和Ctca。其他表達顯著改變的基因為:Dhcr24、Temem200b、Mvd、Tubb2b、Kdm7a、Ermp1、Lss和Ltbp4。找出了基因編碼蛋白作用網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵基因Ubc。對暴露40天、60天和80天的差異表達顯著的基因表達基因數(shù)量、基因功能、基因富集性進行分析,找出變化基因所參與的生物過程、所在細胞位置和具有的分子功能;通過GOEAST分析發(fā)現(xiàn),細胞暴露40天時,1800MHz電磁輻射主要通過影響細胞的有機物代謝,來影響的基因位置鎖定為內(nèi)質(zhì)網(wǎng),主要參與影響蛋白質(zhì)合成的過程。當Balb/c-3T3細胞暴露于1800 MHz電磁輻射60天時,主要影響細胞核中反應過程,對核苷酸的結(jié)合功能產(chǎn)生顯著性影響,最終影響嘌呤、核糖核苷和ATP結(jié)合功能。暴露80天時,不僅能夠影響RNA代謝,還能通過影響高分子代謝和DNA代謝兩種途徑對DNA復制過程產(chǎn)生顯著性影響,同時也對細胞凋亡和分化有一定作用。找出變化基因編碼蛋白作用網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵蛋白及關(guān)鍵信號通路,包括腫瘤相關(guān)信號通路、MAPK信號通路、p53信號通路、細胞骨架信號通路、細胞粘附信號通路等。其他涉及的通路還包括細胞周期、細胞凋亡、m TOR信號通路、JAK-Stat信號通路等。(4)研究維生素C、維生素E和富氫水的電磁防護作用。結(jié)果表明1800MHz電磁輻射暴露1h可引起B(yǎng)alb/c-3T3細胞的凋亡率降低,細胞周期分布無顯著影響,細胞內(nèi)活性氧含量升高。維生素C、維生素E和富氫水均能夠顯著降低Balb/c-3T3細胞的凋亡率和細胞內(nèi)活性氧的含量。富氫水對Balb/c-3T3細胞的周期分布影響較大,引起G0/G1期比例下降,S期和G2/M期比例顯著升高。(5)900 MHz電磁輻射長期輻照細胞能夠誘導NIH/3T3細胞顯著的早期和晚期凋亡。G0/G1期在12天內(nèi)無明顯變化,而S期在12天時出現(xiàn)明顯阻滯。本文研究了短期電磁暴露細胞生物學效應、長期電磁暴露的細胞惡性轉(zhuǎn)化作用及分子機制,研究了1800 MHz電磁輻射對致病性病毒的激活作用,以及維生素C、維生素E和富氫水的電磁防護作用。為后續(xù)進一步研究電磁暴露的細胞生物學效應機理研究及電磁防護產(chǎn)品的開發(fā),提供了有效依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-1 電磁輻射誘導細胞凋亡的信號途徑Figure1-1 Apoptosis pathway involved with electromagnetic radiation exposur粒體誘發(fā)細胞凋亡途徑粒體途徑主要由 Bcl-2 家族來發(fā)揮作用。Bcl-2 成員（如 Bax、B-xS）促進凋亡，主要存在于細胞質(zhì)或線粒體膜，其他成員（Bccl-2 和 Bag-1）抑制凋亡，則主要定位于線粒體外膜。電磁輻射傷后，Blc-2 家族促凋亡成員被激活[23-26]，構(gòu)象改變致 BH3 結(jié)構(gòu)磷酸化方式（Bid）或 Caspases 蛋白水解作用（Bad），并轉(zhuǎn)移到胞色素 C（cyto-c）大量釋放[27,28]，與 APf-1（Apoptotic ng factor 1）結(jié)合后，激活 procaspase-9，進而激活下游 Caspas亡。a2+增多誘發(fā)細胞凋亡途徑生理狀態(tài)下，Ca2+在維持細胞增殖、分裂、能量代謝和氧代謝等重要作用，因此細胞內(nèi) Ca2+維持穩(wěn)定對于生命活動是至關(guān)重要的，電磁輻射可引起細胞內(nèi) Ca2+濃度升高，引起細胞內(nèi)鈣超載，促

轉(zhuǎn)化實驗結(jié)果圖. A) 正常培養(yǎng) 40 天 Balb/c-3T3 細胞；B）1800 MHz c-3T3 細胞；C) 正常培養(yǎng) 60 天 Balb/c-3T3細胞；D）1800 MHz電磁暴 細胞；E) 正常培養(yǎng) 80天 Balb/c-3T3 細胞；F）1800 MHz電磁暴露 83T3 細胞；-1 Micrographs of cell transformation. A) 40 d Sham Balb/c-3T3 cells; B)3; C) 60 d Sham Balb/c-3T3 cells; D)60 d Expo Balb/c-3T3; E) 80 d Shamcells; F) 80 d Expo Balb/c-3T3 cells;胞進行轉(zhuǎn)化實驗約 4 周時，對各組細胞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化灶數(shù)量進 3-2 所示。自然培養(yǎng) 40 天、60 天和 80 天的 Balb/c-3T3 細胞刺激下，并未產(chǎn)生明顯轉(zhuǎn)化灶。而暴露于 1800 MHz 電磁輻Balb/c-3T3 細胞，則有明顯轉(zhuǎn)化灶形成。其轉(zhuǎn)化灶的數(shù)量有隨強而增加的趨勢。暴露于 1800 MHz 電磁輻射 80 天的 Balb/顯轉(zhuǎn)化灶。結(jié)果表明，，1800 MHz 電磁輻射可能能夠使 Balb/轉(zhuǎn)化，且在促癌劑 TPA 的協(xié)同作用下，產(chǎn)生明顯轉(zhuǎn)化灶。一步研究轉(zhuǎn)化灶細胞的惡性程度，用胰蛋白酶溶液將轉(zhuǎn)化灶自然培養(yǎng) 40 天、60 天和 80 天的 Balb/c-3T3 細胞，以
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R14

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本文編號：2620564