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工频磁场抑制细胞缝隙连接通讯功能的剂量 |
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【Key words】 Electromagnetic fields Intercellular junctions
随着现代电力工业的迅速发展和电器化程度的空前提高，人类空间电磁波(场)辐射强度呈指数级增长。电磁辐射与人类健康的关系，尤其是与肿瘤发生发展的关系日益为人们关注。有报道在接触工频磁场的人群中，某些肿瘤的发病率较高。一些实验提示，磁场辐射可能与促癌过程有关［1］。细胞缝隙连接通讯(GJIC)是经相互接触的相邻细胞间缝隙连接通道所进行的一种信息物质交换，它参与调控细胞的生长、分化、增殖。基于大量的研究结果，GJIC抑制被认为可能是促癌过程中的一个关键事件和促癌的重要机制。本研究在以往实验的基础上，研究50Hz磁场对GJIC抑制作用的剂量-效应关系。
材料与方法
1.磁场辐射系统：采用自行设计的可在培养箱内使中国仓鼠肺来源成纤维(CHL)细胞受均匀磁场辐照的50Hz交变磁场辐照装置。为使辐照装置能产生强度达到1.6 mT(1 mT=10Gs)的磁场，我们在以前装置的基础上，改变线圈匝数及连接方式，即采用一对亥姆霍兹线圈，匝数及线圈边长分别为240匝、36 cm。为使所产生的磁场更加均匀，在中间加一个匝数为120匝的补偿线圈。分别用两个调压器调节。用美国产120型场强计测定，证实该系统能产生强度在0～1.6 mT范围内均匀可调的，在系统中央区域(10 cm×10 cm×10 cm)高度均匀的磁场。
2.细胞培养：CHL细胞培养在含15%小牛血清的MEM培养液中(gibco library，U S A)，常规加入青霉素(100 U/ml)、链霉素(100 μg/ml)和卡那霉素(100 μg/ml)。细胞培养所用的平皿直径为4.5 cm(加5 ml培养液)，在比较不同感应电场强度对GJIC功能影响的研究中，所用的平皿直径为9 cm(加20 ml培养液)。细胞种植密度为4×104/ml，细胞培养在37℃含5% CO2的孵箱中。至第四天，细胞长至将近融合状态，置于磁场辐射系统中，平皿中心位于辐射系统中心轴上，此时磁场垂直于平皿。辐照24小时至第五天，用于GJIC检测时细胞密度为2×105/cm2。
3.GJIC功能测定：用电渗注射法将5%荧光黄溶液(lueifer yellow CH，分子量457.3，Sigma产品)注入单个细胞内，在荧光相差显微镜下(labophot-2，Nikon，Japan)观察荧光黄向与其接触的周围细胞的传递情况，以注射负电流(10 Hz，100nA，50 ms)后5分钟的荧光偶合细胞(DCC)数作为GJIC功能的指标。每只平皿细胞的GJIC检测在40分钟内完成。在比较不同感应电场强度对GJIC功能影响的研究中，分别检测平皿中心及距平皿中心3 cm处的CHL细胞的GJIC的功能；在其他研究中，均检测平皿中心细胞的GJIC。在GJIC检测期间，温度维持在25～30℃，pH=7.0～7.5。
4.实验分组：设5种不同强度 (0.05、0.2、0.4、0.8和1.6 mT)的磁场及对照(0 mT)6组，细胞受辐照或假辐照(0 mT)的时间为24小时。将磁场固定为0.8 mT，设5分钟和1、6、12、24小时5个时间组。中止作用后的细胞用于GJIC检测。根据在同一个磁场暴露条件下，由于细胞所处不同部位(即与中心的不同距离)所感应的电场强度不同，进一步检测平皿中心及距中心3 cm处CHL细胞的GJIC。上述实验每次辐照4～6个平皿，从每只平皿获得1～2个有效数据，每组重复2～3次，每组有效数据约为20个。
5.统计方法：用SPSS软件包做方差分析，对各组进行两两比较。
结果
1.不同强度的工频磁场对CHL细胞GJIC的影响：在没有磁场辐照时，CHL细胞的DCC数为9.84±2.27。不同强度的工频磁场辐照CHL细胞24小时，对DCC数的影响不同，0.05、0.20和0.40 mT磁场单独作用，对CHL细胞的DCC数没有影响；当强度增至0.8 mT时，DCC数减少至6.08±1.56，与对照组比较，差异有显著性(P<0.05)；当强度继续增高至1.6 mT时，DCC数有进一步下降的趋势(5.54±1.65)，与对照组比较，差异有显著性(P<0.05)，但与0.8 mT组比较，差异无显著性。
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