【摘要】： 毫米波是指波長(zhǎng)1—10mm，頻率在30—300GHz的極高頻電磁波，它具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。研究表明低強(qiáng)度的毫米波輻照(≤10mW／cm~2)可以影響細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖、酶的活性、遺傳物質(zhì)的狀態(tài)、細(xì)胞膜的通透性等。毫米波輻照不但能產(chǎn)生局部效應(yīng)，還存在遠(yuǎn)位的生物學(xué)效應(yīng)。1977年俄羅斯人最早將毫米波應(yīng)用于臨床，隨后毫米波療法在當(dāng)?shù)剌^廣泛地用于治療消化道潰瘍、高血壓、支氣管炎、創(chuàng)傷及惡性腫瘤等50多種疾病。由于毫米波的生物學(xué)效應(yīng)十分復(fù)雜，其作用及機(jī)制的研究進(jìn)展緩慢，妨礙了毫米波治療技術(shù)的應(yīng)用與推廣。因此低強(qiáng)度毫米波的生物效應(yīng)及其機(jī)制研究是目前該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。 由于以往毫米波的研究大多數(shù)側(cè)重于作用現(xiàn)象的分析，而對(duì)生物體，尤其是在細(xì)胞和分子水平上的作用缺乏深入研究。本研究室在電磁場(chǎng)的生物學(xué)效應(yīng)研究中，發(fā)現(xiàn)極低頻磁場(chǎng)可以抑制細(xì)胞間隙連接通訊功能(GJIC)或增強(qiáng)TPA對(duì)GJIC的抑制，而毫米波對(duì)細(xì)胞GJIC的影響則是一個(gè)值得探討而未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的問(wèn)題。因此，探索毫米波對(duì)GJIC的影響并比較其與極低頻磁場(chǎng)對(duì)GJIC作用的異同點(diǎn)是本研究的第一部分內(nèi)容。本研究第二部分的內(nèi)容是利用高通量的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，篩選毫米波反應(yīng)基因，為低強(qiáng)度毫米波生物效應(yīng)的分子機(jī)理提供一些初步的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，以期促進(jìn)毫米波在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，并為其公共衛(wèi)生安全的評(píng)價(jià)服務(wù)。 浙乞〔大學(xué)俘d匕研究生畢業(yè)論文 第一部分毫米波對(duì)HaCa丁細(xì)胞間隙連接通訊功能的影響 為了研究低強(qiáng)度毫米波(頻率為30.16GHz)對(duì)人皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞(HaCaT) GJIC的影響，將HaCaT細(xì)胞培養(yǎng)在直徑3cm的激光共聚焦顯微鏡專(zhuān)用皿中，分 別作以下處理:(l)對(duì)照組、不作任何處理;(2) 1.omw/c mZ的毫米波單獨(dú)輻照1 小時(shí);(3)3.5 mw/cm，毫米波單獨(dú)輻照l(shuí)小時(shí);(4)5 ng/mlT隊(duì)單獨(dú)作用l小時(shí); (5)sng/mlT隊(duì)聯(lián)合l.omw/emZ的毫米波輻照1小時(shí);(6)sng/mlT隊(duì)聯(lián)合3.5 mw/c mZ的毫米波輻照1小時(shí)。以熒光淬滅后恢復(fù)技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞的GJIC功能。 結(jié)果顯示不同功率密度(l .0、3.5 mw/c mZ)毫米波單獨(dú)輻照后，HaCaT細(xì)胞淬 滅后熒光逐步恢復(fù)，與對(duì)照組相比沒(méi)有明顯差異(P0.05):而單獨(dú)TPA作用 后，細(xì)胞熒光恢復(fù)受到明顯抑制，與對(duì)照組相比有顯著性差異(P0.001);1，0 mw/cmZ毫米波與T隊(duì)聯(lián)合處理后，熒光恢復(fù)率較T隊(duì)單獨(dú)處理組升高，差異 有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.01)，但未恢復(fù)至對(duì)照水平，與對(duì)照組相比亦有顯著性差異 (P0.05):3.5 mw/cmZ毫米波與TPA聯(lián)合處理后，熒光恢復(fù)率較T以單獨(dú)處 理組明顯增高(P0.001)，且與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。以上研究 結(jié)果表明毫米波對(duì)細(xì)胞GJIC的影響與極低頻磁場(chǎng)不同:毫米波輻照本身不影響 正常細(xì)胞的GnC，但能消除或減小TPA對(duì)細(xì)胞GJIC的抑制，其效應(yīng)強(qiáng)弱與功 率密度的大小有關(guān)。 第二部分毫米波對(duì)HaCaT細(xì)胞基因表達(dá)的影響 為了探索毫米波生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制，采用A偽metrix公司u95A基因芯片篩選 毫米波反應(yīng)基因。HaCaT細(xì)胞接受30.16 GHz，3.5 mw/c mZ的毫米波輻照，每 天輻照30 min，連續(xù)輻照4天，第4次輻照后立即抽提細(xì)胞總RNA，對(duì)照組細(xì) 胞不接受毫米波輻照，其余條件均同輻照組。抽提的RNA樣本進(jìn)行基因芯片檢 測(cè)，通過(guò)比較輻照組與對(duì)照組的數(shù)據(jù)，分析基因表達(dá)的改變。 基因芯片篩選到毫米波上調(diào)3.0倍以上的基因18個(gè)，除了部分基因功能未 明外，這些上調(diào)基因與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝、蛋白及離子轉(zhuǎn)運(yùn)等功能 有關(guān)。 為了驗(yàn)證基因芯片的結(jié)果，我們對(duì)部分功能相對(duì)明確并感興趣的基因用 浙仁〔大學(xué)博d毖研究生畢業(yè)論文 RT-PCR進(jìn)行驗(yàn)證。所選的基因包括:CASP、STCH、PAR一2、hBNaCZ和ERGIC一53。 在以Rl’- pCR進(jìn)行驗(yàn)證的時(shí)候，除了3.5 mw/c mZ的毫米波輻照組(每天輻照30 min，連續(xù)輻照4天)外，我們?cè)鲈O(shè)了另外三個(gè)實(shí)驗(yàn)組，分別是(l) 1.omw/c mZ的 毫米波輻照組(每天輻照30 min，連續(xù)輻照4天);(2) 3.5 mw/c mZ的毫米波輻照 30 min后即刻檢測(cè)組;(3)3.5 mw/emZ的毫米波輻照30 min后繼續(xù)培養(yǎng)24小 時(shí)組。 以上5個(gè)基因經(jīng)Rl’- pcR檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)功率密度為3.5 mw/c mZ的毫米波輻照 4次后，可以明顯上調(diào)CASP，STCH，隊(duì)R一2，ERGIC一53四個(gè)基因的表達(dá)，而 hBNaCZ的上調(diào)不明顯。其中，ERGIc一53基因表達(dá)在1 .0 mw/c mZ的毫米波輻 照4次后即被上調(diào)，而其它基因在該強(qiáng)度下均未見(jiàn)明顯變化。3.5 mw/cm“毫米 波輻照1次后即刻及繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，上述5個(gè)基因均未見(jiàn)上調(diào)。結(jié) 果提示毫米波的生物效應(yīng)可能存在強(qiáng)度(功率密度)閉值，有些效應(yīng)在低強(qiáng)度下就 可產(chǎn)生，而有些必須在一定強(qiáng)度下才能產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)同時(shí)表明毫米波的生物效應(yīng)具 有累積性，通常需要多次輻照才能顯示其作用。 結(jié)論 1.毫米波輻照l(shuí)h(頻率為30.16GHz，功率密度分別為3.5 mw/c襯和1.0 mw/c mZ)本身不影響正常細(xì)胞GJIc功能，但可消除或減小TPA誘導(dǎo)的細(xì) 胞GJIC功能抑制，其效應(yīng)強(qiáng)弱與功率密度的大小有關(guān)。 2.在用基因芯片篩選的基礎(chǔ)上，檢測(cè)到毫米波的四個(gè)反應(yīng)基因。CASP、STCH、 隊(duì)R一2和ERGIc一53基因在3 .5 mw/c mZ的毫米波輻照4
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：R35
【圖文】：

RNA甲醛變性膠電泳285、185和5S條帶清晰可見(jiàn)，且285:185約為2:1，表明抽提的RNA完整，沒(méi)有降解(圖2一1)。閱一一一一呼.—.一叫卜一一一285185圖2一1.RNA甲醛變性膠電泳圖譜2.基因芯片結(jié)果:Affymatrixu95A基因芯片結(jié)果顯示:HacaT細(xì)胞經(jīng)3.5mw/cmZ毫米波輻照4次后，導(dǎo)致18個(gè)基因上調(diào)超過(guò)3.0倍，運(yùn)用NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這些反應(yīng)基因的染色體定位和基本功能進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2一1。

浙盆〔大學(xué)博二七泥開(kāi)究生畢習(xí)七示侖文0.0和(見(jiàn)圖2一6，表2一6);其余各組細(xì)胞該基因的表達(dá)亦無(wú)改變(見(jiàn)表2一6)。Rl’-PcR結(jié)果顯示:功率密度為3.smw/cmZ的毫米波輻照4次后，可以明顯上調(diào)CASP，STCH，PAR一2，ERGIC一53四個(gè)基因的表達(dá)，而hBNaCZ的上調(diào)不明顯(見(jiàn)圖2一7)。其中，ERGIc一53基因的表達(dá)在1.0mw/cm“的毫米波輻照4次后即表現(xiàn)為上調(diào)

225bP-圖2一4RT-PCR檢測(cè)HaCaT細(xì)胞在不同條件毫米波輻照下隊(duì)R一ZmRNA的表達(dá)1一8所指同圖2一2。12345678ERGIC一53500bP一p一aetin225bP一圖2一5RT-PCR檢測(cè)HaCaT細(xì)胞在不同條件毫米波輻照下ERGIC一53mRNA的表達(dá)l一8所指同圖2一2。123456MhBNaCZ658b0一日一actin225bp一卜一500bP圖2一6RT-PeR檢測(cè)3.smw/cm，毫米波輻照4次后HaeaT細(xì)胞hBNaeZmRNA的表達(dá)l，3，5為對(duì)照組細(xì)胞;2，4，6為輻照組細(xì)胞;M為100bpDNAladder。

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本文編號(hào)：2792860