發(fā)布時(shí)間：2018-03-10 06:08

  本文選題：工頻磁場(chǎng)　切入點(diǎn)：表皮生長(zhǎng)因子受體　出處：《浙江大學(xué)》2008年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】： 工頻磁場(chǎng)是一類由50 Hz或60 Hz交變電流所產(chǎn)生的極低頻電磁場(chǎng),它通常存在于工農(nóng)業(yè)電器設(shè)備、家用電器及輸變電設(shè)施周圍。伴隨電力與電器設(shè)備的廣泛應(yīng)用而日益增強(qiáng)的工頻磁場(chǎng)已經(jīng)成為繼水、空氣和固體垃圾污染之后的第四大環(huán)境污染原。 作為一類普遍存在的物理刺激因子,有研究表明,工頻磁場(chǎng)可誘導(dǎo)生物體產(chǎn)生多種效應(yīng),但是外界電磁場(chǎng)究竟是通過(guò)何種機(jī)制將自身的物理信號(hào)傳達(dá)給生物體,并產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng),成為生物電磁學(xué)研究領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的難題。我們?cè)谝酝难芯恐邪l(fā)現(xiàn),一定強(qiáng)度的50 Hz工頻磁場(chǎng)可誘導(dǎo)細(xì)胞膜表面的受體發(fā)生聚簇,包括細(xì)胞表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)和腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)等。同時(shí),在同等強(qiáng)度下,工頻磁場(chǎng)能夠磷酸化胞內(nèi)應(yīng)激活化蛋白激酶(SAPK)和P38絲裂原活化蛋白激酶(P38MAPK)兩種關(guān)鍵酶。因此,我們推測(cè)細(xì)胞膜,尤其是細(xì)胞膜受體,可能是電磁場(chǎng)作用于細(xì)胞并發(fā)生生物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要位點(diǎn)之一。 研究表明,受體聚簇及其后續(xù)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞膜的脂筏結(jié)構(gòu)(Lipid rafts)以及一種與鞘脂類代謝密切相關(guān)的酸性鞘磷脂酶(acid sphingomyelinase,ASM)具有密切的關(guān)系。配體誘導(dǎo)的受體聚簇往往是膜受體及其下游信號(hào)通路激活的基礎(chǔ),它的發(fā)生遵循如下機(jī)制:受體與配體結(jié)合,使胞內(nèi)ASM激活并轉(zhuǎn)位至胞膜上,水解脂筏中的鞘磷脂產(chǎn)生神經(jīng)酰胺,導(dǎo)致脂筏結(jié)構(gòu)的融合,最終使脂筏上相應(yīng)的受體產(chǎn)生聚簇現(xiàn)象。該機(jī)制的闡明為研究各種非配體因素如何作用于靶細(xì)胞膜受體的機(jī)制提供了新的思路。大量研究表明多種非配體的刺激因素能誘導(dǎo)細(xì)胞特定的受體產(chǎn)生聚簇,這其中就包括與工頻磁場(chǎng)同為非電離輻射的紫外線UV-C,以及電離輻射γ射線等物理刺激因素,并且這些聚簇現(xiàn)象的產(chǎn)生與配體誘導(dǎo)的受體聚簇遵循了相似的機(jī)制。進(jìn)一步的研究則表明,脂筏結(jié)構(gòu),特別是其中主要的結(jié)構(gòu)成分鞘脂類物質(zhì)在其中發(fā)揮了重要的作用。 作為細(xì)胞膜的基本組成成分,鞘脂類物質(zhì)由一分子長(zhǎng)鏈脂肪酸、一分子鞘氨醇或其衍生物及一分子極性頭醇而組成,其種類包括鞘磷脂、神經(jīng)酰胺、神經(jīng)節(jié)苷脂等。目前,隨著對(duì)細(xì)胞膜信號(hào)通路研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)鞘脂類物質(zhì)在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等諸多方面也同樣扮演著重要的角色,研究人員也不再單純地認(rèn)為它們僅僅作為細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組分,在揭示受體聚簇及其后續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制研究中通常受到格外的重視。 為了解工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的細(xì)胞受體聚簇是否遵循相同的機(jī)制,本研究論文以強(qiáng)度為0.4 mT的工頻磁場(chǎng)輻照處理人羊膜(FL)細(xì)胞,利用激光共聚焦顯微鏡免疫熒光技術(shù)較系統(tǒng)地分析細(xì)胞膜脂筏結(jié)構(gòu)與受體聚簇以及酸性鞘磷脂酶之間的相互關(guān)系,并首次引入脂類組學(xué)(Lipidomics)的高通量技術(shù)研究工頻磁場(chǎng)對(duì)FL細(xì)胞鞘脂類代謝的影響。 觀察脂筏結(jié)構(gòu)在工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)FL細(xì)胞受體聚簇現(xiàn)象中的作用 本部分研究采用免疫組織化學(xué)技術(shù)結(jié)合激光共聚焦顯微鏡觀察,同時(shí)引入脂筏結(jié)構(gòu)的抑制劑——制酶菌素(Nystatin)以研究脂筏結(jié)構(gòu)與工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的細(xì)胞膜受體聚簇的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)細(xì)胞分為Nystatin預(yù)處理組和非預(yù)處理組,各組又分別設(shè)假輻照組,DMSO溶劑對(duì)照組,50 Hz 0.4 mT磁場(chǎng)輻照組和表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)陽(yáng)性對(duì)照組,輻照時(shí)間為15 min。其中預(yù)處理組在各種因素處理前先以60μg/ml的Nystatin處理1 h。結(jié)果顯示FL細(xì)胞經(jīng)表皮生長(zhǎng)因子EGF和0.4 mT工頻磁場(chǎng)輻照處理15 min后均能觀察到較為明顯的EGF受體聚簇現(xiàn)象,圍繞細(xì)胞表面呈明亮的綠色光點(diǎn),或形成光帶;而假輻照組與DMSO溶劑對(duì)照組中FITC綠色熒光標(biāo)記的EGF受體呈散在均勻分布,無(wú)明顯的聚簇現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞經(jīng)過(guò)Nystatin預(yù)處理1 h后,脂筏結(jié)構(gòu)遭到破壞,細(xì)胞受體聚簇現(xiàn)象均消失或有所減弱。表明0.4 mT工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)的FL細(xì)胞受體聚簇與脂筏結(jié)構(gòu)具有密切的相關(guān)性。 觀察酸性鞘磷脂酶ASM在工頻磁場(chǎng)作用下的轉(zhuǎn)位并與脂筏結(jié)構(gòu)共定位現(xiàn)象 本部分研究同樣采用免疫組織化學(xué)技術(shù)結(jié)合激光共聚焦顯微鏡觀察方法,將細(xì)胞分為假輻照組,50 Hz 0.4 mT磁場(chǎng)輻照組和EGF陽(yáng)性對(duì)照組,輻照時(shí)間為15min,結(jié)果顯示陽(yáng)性對(duì)照組和磁場(chǎng)輻照組中Cy3標(biāo)記的ASM和FITC標(biāo)記的脂筏結(jié)構(gòu)在細(xì)胞膜表面形成特定的富集區(qū)域,并且產(chǎn)生共定位現(xiàn)象,而在假輻照組中基本處于均勻分布狀態(tài)。經(jīng)細(xì)胞計(jì)數(shù),采用Student's T檢驗(yàn)顯示輻照組與假輻照組之間差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。表明0.4 mT工頻磁場(chǎng)可以誘導(dǎo)FL細(xì)胞ASM發(fā)生轉(zhuǎn)位,并與脂筏結(jié)構(gòu)共定位。 工頻磁場(chǎng)輻照對(duì)FL細(xì)胞鞘脂類代謝的影響 本部分研究應(yīng)用脂類組學(xué)高通量質(zhì)譜分析的方法對(duì)工頻磁場(chǎng)作用下FL細(xì)胞鞘脂類代謝的影響進(jìn)行探索。FL細(xì)胞經(jīng)0.4 mT工頻磁場(chǎng)分別輻照5,15和30 min后與假輻照組細(xì)胞一同收集,提取細(xì)胞鞘脂樣品,采用基質(zhì)輔助激光解離——飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)(matrix assisted laser desorption ionization-time of flight MS,MALDI-TOF-MS)分析細(xì)胞內(nèi)鞘脂類物質(zhì)含量的改變。結(jié)果顯示,0.4 mT工頻磁場(chǎng)作用下出現(xiàn)質(zhì)荷比m/z 704的峰值,顯示有新的神經(jīng)酰胺產(chǎn)生,代表鞘磷脂的m/z 727的峰值在磁場(chǎng)處理30 min后消失。經(jīng)0.4 mT工頻磁場(chǎng)分別輻照15 min和30 min后還出現(xiàn)一類鞘糖脂物質(zhì)(ceramide-monohexoside,CMH)。進(jìn)一步對(duì)所有峰值進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)代表神經(jīng)酰胺的m/z 509,m/z 611以及m/z 705三個(gè)的質(zhì)譜峰在經(jīng)磁場(chǎng)輻照后表達(dá)量上升,其中,m/z 705在各輻照時(shí)間下與假輻照組相比差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.01,p＜0.05,p＜0.01)。m/z 509與m/z 611分別在15 min、30 min(p＜0.01,p＜0.05)和5 min、30 min(p＜0.05,p＜0.05)與假輻照比差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。代表鞘磷脂(sphingomyline,SM)的質(zhì)譜峰在表達(dá)量的變化上不具規(guī)律性。該部分結(jié)果顯示工頻磁場(chǎng)作用下可部分增加神經(jīng)酰胺的生成。 結(jié)論: 基于本研究條件下所獲得的結(jié)果,得出以下結(jié)論: 1.脂筏結(jié)構(gòu)是工頻磁場(chǎng)誘導(dǎo)FL細(xì)胞EGFR聚簇發(fā)生的平臺(tái)。 2.工頻磁場(chǎng)可誘導(dǎo)FL細(xì)胞酸性鞘磷脂酶ASM發(fā)生轉(zhuǎn)位,并與脂筏結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共定位。 3.工頻磁場(chǎng)輻照能誘導(dǎo)FL細(xì)胞神經(jīng)酰胺含量的改變,鞘磷脂的變化不具規(guī)律性,其具體的通路尚待進(jìn)一步的分析。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：R363

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1592087