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[硕士论文] 崔郁洁
生物物理学 复旦大学 2014(学位年度)
摘要:电磁场是一种以光子为传播介质的场,从地球本身的电磁场到日常生活中用电设备产生的电磁场,从广播到X射线、伽玛射线和宇宙射线,都是电磁场的存在形式。随着越来越多的用电设备投入使用,如手机、Wi-Fi、可穿戴设备如Google眼镜等,人们已经实际意义上被电磁辐照包围,公众对于电磁辐照是否存在负面效应尤其是对健康的影响的担忧也日益增加。目前公认的电磁场的生物学效应包括热效应和非热效应,学界已经对电磁辐照的热效应及其机制有了较为透彻的了解和应用,微波炉的普及就是最好的例证。但是对于非热效应的机制依然存在广泛的争议,尤其是对于极低频电磁场来说,如何利用能量较弱的光子来实现其非热效应,仍然是一个困扰众多科学家的谜题,但是随着研究手段的越来越先进和多样化,科学家们正在接近极低频电磁辐照影响生物学功能现象背后的本质。
  近年来,钙稳态成为极低频电磁场生物学效应研究的焦点。有研究表明电压门控型钙通道可能是极低频电磁场的直接靶点之一。以往对极低频电磁场对电压门控型钙通道的作用研究主要集中在L型钙通道,如L型钙通道抑制剂之一尼福地平,可以抑制由极低频电磁场引起的大鼠嗜铬细胞的轴突状生长,又如通过增加L型和N型钙通道蛋白的表达,极低频电磁场促进了人神经瘤IMR32和大鼠垂体GH3细胞的增殖。另外,N型钙通道也参与极低频电磁场引起的生物学效应。尽管有以上诸多发现,目前还没有关于极低频电磁场辐照对T型钙通道作用的报道。
  本文中我们首先研究了极低频电磁场辐照(50Hz,0.2mT)对于表达在HEK293细胞系中的人T型钙通道(Cav3.1/3.2/3.3)的作用。与其对高电压激活钙通道的激发作用相反,极低频电磁场辐照抑制了T型钙通道的三种亚型,其中对Cav3.2通道的抑制效果最大,而且该抑制效应呈现出时间依赖性,在1小时达到峰值,在二小时后消失。辐照1小时后,Western blot结果显示,与对照组相比,Cav3.2通道蛋白的表达量没有显著变化,T型钙通道的稳态激活失活特性也没有发生显著改变。极低频电磁场辐照促进了花生四烯酸和白三烯E4从HEK293胞内的释放。分别阻断AA和LTE4释放的阻断剂CAY10502和bestatin能够高效地抵消极低频电磁场辐照对于Cav3.2通道的抑制作用。外源LTE4灌流给药亦可以模拟极低频电磁场辐照对于T型钙通道型的抑制作用,且同样偏好抑制Cav3.2通道。1小时极低频电磁场辐照还抑制了小鼠皮层神经元上内源表达的T型钙通道,外源LTE4灌流给药后,T型钙通道的电流也被抑制,且通道的激活失活特性也没有被改变。根据以上数据我们得出结论,1小时、50Hz极低频电磁场辐照通过花生四烯酸/白三烯E4信号通路抑制T型钙通道。
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