本文關(guān)鍵詞：50Hz工頻磁場暴露引起FL細胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換的生物學(xué)機制及效應(yīng)

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【摘要】：極低頻電磁場(extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMF)般指頻率為0-300 Hz的交變電磁場,其中頻率為50/60 Hz的磁場又稱為工頻磁場一(magnetic fields, MF),可由各種家用電器以及高壓輸變電線路產(chǎn)生,廣泛存在于職業(yè)環(huán)境及日常生活環(huán)境中。自1979年,Leeper和Wertheimer首先報道MF暴露與兒童白血病發(fā)病率存在正相關(guān),ELF-EMF對人體的潛在危害日益受到人們的關(guān)注。此后,又有諸多研究報道ELF-EMF暴露與腫瘤,神經(jīng)系統(tǒng)疾病,不孕癥等疾病具有相關(guān)性。然而,到目前為止,ELF-EMF產(chǎn)生這些生物學(xué)效應(yīng)的機制尚不明確。線粒體作為細胞的“能量工廠”,不僅能夠通過呼吸作用產(chǎn)生ROS,還能在維持離子濃度平衡中起著重要的作用。因此,線粒體極易成為外界刺激因素的一個作用位點。本課題組在前期的研究中發(fā)現(xiàn),工頻磁場暴露可以引1起線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換(mitochondrial permeability transition, MPT)并伴隨細胞色素c (Cyt-c)的釋放,但并不引起細胞發(fā)生凋亡。線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu),正常生理情況下,線粒體內(nèi)膜對離子高度不通透。然而在某些因素的作用下,可致線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore, mPTP)開啟,從而允許分子量小于1500 Da的分子自由出入線粒體內(nèi)外膜,引起線粒體基質(zhì)腫脹及其結(jié)構(gòu)改變,并最終產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)。有研究表明,細胞內(nèi)有多種信號分子可介導(dǎo)mPTP的開啟,從而誘導(dǎo)發(fā)生MPT,如Bcl-2蛋白家族,GSK-3β蛋白,ROS等,而誘導(dǎo)產(chǎn)生ROS是工頻磁場比較確定的效應(yīng)。因此,本學(xué)位論文首先探索了ROS等信號分子在工頻磁場暴露誘導(dǎo)細胞發(fā)生MPT過程中的可能作用,以期揭示工頻磁場誘導(dǎo)細胞MPT的分子機制。研究發(fā)現(xiàn),工頻磁場暴露并不改變線粒體中Bcl-2,Bax蛋白的含量,但可以顯著增高細胞內(nèi)ROS水平并改變GSK-3β磷酸化水平程度；用ROS清除劑NAC及GSK-3β抑制劑分別預(yù)處理細胞均可以抑制工頻磁場誘導(dǎo)產(chǎn)生的MPT；并且NAC預(yù)處理細胞能夠顯著抑制工頻磁場暴露后GSK-3β磷酸化的改變。以上結(jié)果提示,工頻磁場暴露引起細胞發(fā)生MPT由ROS/GSK-3p信號通路介導(dǎo)。另外,前期研究發(fā)現(xiàn)工頻磁場暴露雖然誘導(dǎo)細胞發(fā)生了MPT及Cyt-c的釋放,但并沒有引起細胞凋亡的發(fā)生,因此,推測工頻磁場暴露可能會改變細胞的狀態(tài),從而影響細胞對外界刺激因素的響應(yīng)。為此,本學(xué)位論文隨后探索了工頻磁場暴露與凋亡誘導(dǎo)劑staurosporine(STS)可能的聯(lián)合作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),將細胞預(yù)暴露于工頻磁場可以顯著抑制低劑量STS誘導(dǎo)的細胞早期凋亡,并呈現(xiàn)出暴露時間窗效應(yīng)和功率窗效應(yīng)。MPT抑制劑Cyclosporine A(CsA)預(yù)處理細胞可以抑制工頻磁場的抗凋亡作用,提示MPT在這一過程中起著重要的作用。同時,工頻磁場暴露可促進線粒體ROS通過mPTP釋放到胞漿中并激活A(yù)kt信號通路。而且,PI3K/Akt抑制劑能有效抑制MF的抗凋亡作用,提示Akt也參與了工頻磁場的抗凋亡過程。以上結(jié)果表明,工頻磁場暴露可誘導(dǎo)細胞線粒體內(nèi)ROS經(jīng)mPTP釋放到胞漿并激活A(yù)kt信號通路,從而影響細胞對外界的刺激因素的響應(yīng)。綜上所述,本學(xué)位論文分別探討了工頻磁場暴露引起MPT的分子機制及其生物學(xué)效應(yīng)。結(jié)果顯示,細胞內(nèi)ROS/GSK-3p信號通路介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的MPT發(fā)生過程；線粒體內(nèi)ROS可通過mPTP釋放到胞漿中并激活A(yù)kt信號通路,從而拮抗STS誘導(dǎo)的細胞早期凋亡。
【關(guān)鍵詞】：電磁場 線粒體膜通透性 凋亡 ROS GSK-3β Akt
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R594.8
【目錄】：

• 致謝3-5
• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 縮略詞10-14
• 1 引言14-17
• 2 實驗材料17-24
• 2.1 細胞培養(yǎng)17
• 2.2 主要試劑17-19
• 2.3 主要儀器設(shè)備19-20
• 2.4 主要耗材20
• 2.5 緩沖液與常用試劑配置20-23
• 2.6 工頻磁場暴露系統(tǒng)23
• 2.7 分析軟件23-24
• 3 實驗方法24-39
• 3.1 第一部分 工頻磁場誘導(dǎo)FL細胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換的分子機制24-31
• 3.2 第二部分 工頻磁場誘導(dǎo)FL細胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換的生物學(xué)效應(yīng)31-39
• 4 實驗結(jié)果39-51
• 4.1 第一部分 工頻磁場誘導(dǎo)FL細胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換的分子機制39-44
• 4.1.1 工頻磁場暴露對FL細胞內(nèi)Bcl-2,Bax含量的影響39-40
• 4.1.2 ROS介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的MPT40-41
• 4.1.3 GSK-3β介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的MPT41-42
• 4.1.4 ROS介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的GSK-3β磷酸化水平(Ser~9)改變42-44
• 4.2 第二部分 工頻磁場誘導(dǎo)FL細胞線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換的生物學(xué)效應(yīng)44-51
• 4.2.1 工頻磁場暴露對細胞早期凋亡及活力的影響44-45
• 4.2.2 工頻磁場暴露拮抗STS誘導(dǎo)的細胞早期凋亡45-46
• 4.2.3 線粒體ROS的釋放介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的抗凋亡作用46-49
• 4.2.4 Akt介導(dǎo)工頻磁場誘導(dǎo)的抗凋亡作用49-51
• 5 討論51-56
• 6 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-63
• 綜述63-73
• 參考文獻68-73
• 作者簡介及科研成果73-74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 Thekkuttuparambil Ananthanarayanan Ajith;Thankamani Gopinathan Jayakumar;;Mitochondria-targeted agents: Future perspectives of mitochondrial pharmaceutics in cardiovascular diseases[J];World Journal of Cardiology;2014年10期

2 馬宇潔;楊興易;林兆奮;繆明永;張雷;寧波;;心肺復(fù)蘇后大鼠腦線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放對線粒體呼吸功能的影響[J];中國危重病急救醫(yī)學(xué);2008年11期

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本文編號：634248