低强度2450+MHz微波阻断兔晶状体上皮细胞周期及对相关基因表达的影响.pdf

书书书论著基金项目：浙江省自然科学基金资助项目（!#$）；浙江省卫生厅重点科技基金资助项目（%#&%）作者单位：!#(杭州，浙江大学医学院附属第二医院眼科中心（姚克、王凯军、谭健、徐雯）；浙江大学生物电磁学浙江省重点实验室（鲁德强）通讯作者：姚克，)*+,-：.-/012 3456 0756 81低强度%9:;?)）细胞周期的阻断作用，以及微波辐射对细胞周期调控基因 A%#BCD#、A%EF,G#及 8H*I8 表达的影响。方法=应用频率为%9:;?)L M，光镜下观察辐射前、后细胞形态学的改变，采用流式细胞技术测定细胞周期，B0NO0/1 印迹法检测功率密度%6 *BK 8*%的微波辐射 9及 L M 对 A%#BCD#、A%EF,G#及8H*I8 基因表达的影响。以无微波辐射对照者为 D 组，进行对照研究。结果=微波辐射 L M 后，、及)组?)肿胀和聚集，甚至出现细胞固缩和脱壁现象，PK P#期细胞所占比例明显升高（!Q6:）。功率密度%6 *BK 8*%的微波辐射9 M，A%EF,G#表达水平即开始明显升高，而 8H*I8 表达水平开始逐渐下降，A%#BCD#表达无变化。结论=功率密度!6:*BK 8*%的微波可阻断?)细胞周期，并使细胞停滞于 PK P#期；这种阻断作用可能是通过调节调控细胞周期转换的基因 A%EF,G#和8H*I8而实现。（中华眼科杂志，#$，$#：H%$#）【关键词】=微波；=晶体；=上皮细胞；=细胞周期；=基因表达!#$%&(&)%*+%,-#./(01,2(),(11,*,1(.&3-(451.(,(11,*,1(-(1.(3 4(&(67-()%&%&-.00%1(&)(7%8(1%.1,(11)=()*+,，-)./+012345，6).7105，89-,5，:9;,2;,?0AB,5A CD*?EAE0FBCFC=G，6E,H,IC5J)DD1F10A,J KCL?1A0F，M,J1I0F NCFF,=,CD OE,3105=951P,L1AG，K05=QEC4&R#S，NE150NC,L?C5J15=04AEC：()*+TB01F：UF,5V Q34,J4 I5【90)-.,】=:0;(,%/(=RS NO57I OM0 80-8I8-0+/0NO,175807 TI 7,UU0/01O 7SN0N SU*,8/SV+W0,185-O5/07/+TT,O-01N 0G,OM0-,+-80-N（?)N）+17,ON 0UU08ON S1 OM0/0-+O07 X010 0.G/0NN,S1 SU A%#BCD#，A%EF,G#+17 8H*I8 6(83)=5-O5/07/+TT,O-01N 0G,OM0-,+-80-N V0/0 0.GSN07 OS*,8/SV+W0/+7,+O,S1 V,OMU/0Y5018I SU%9:;?)N V+N STN0/W07 5170/*,8/SN8SG0，0UU08ON SU*,8/SV+W0/+7,+O,S1 S1?)N80-8I8-0 V0/0*0+N5/07 TI U-SV 8IOS*0O/I6).G/0NN,S1 SU A%#BCD#，A%EF,G#+17 8H*I8 V0/0 0W+-5+O07 TIV0NO0/1 T-SO+UO0/%6 *BK 8*%*,8/SV+W0/+7,+O,S1 US/9 MS5/N，$MS5/N+17 L MS5/N/0NG08O,W0-I6 C-OM0/0N5-ON V0/0 8S*G+/07 V,OM D X/S5G，VM,8M V+N+N 8S1O/S-N V,OMS5O*,8/SV+W0/+7,+O,S16=()51)=L MS5/N+UO0/+7,+O,S1，?)N SU，+17)X/S5GN NMSV07?)N 80-NV0-,1X，8S1X/0X+O,S1+17 70O+8M*01O，OM0 G0/801O+X0 SU 80-N,1 PK P#GM+N0 STW,S5N-I V+N,18/0+N07（!Q 6#）6 ZS STW,S5N 8M+1X0 8S5-7 T070O08O07,1 6#*BK 8*%+17 6%:*BK 8*%*,8/SV+W0 X/S5GN6RM0 X010 0.G/0NN,S1 SU A%EF,G#V+N,18/0+N07+17 8H*I8 V+N 708/0+N07+UO0/%6 *BK 8*%/+7,+O,S1，,O 7,7 1SO+UU08O OM0 X010 0.G/0NN,S1 SUA%#BCD#6&,15)%&=;,8/SV+W0 0.8007,1X 6:*BK 8*%8+1 T-S8?)N 80-8I8-0+O PK P#GM+N0，VM,8M*+I T0/0-+O07 OS/0X5-+O,S1 SU A%EF,G#+17 8H*I8 0.G/0NN,S1，T5O 1SO A%#BCD#6（NE15 7*?EAE0FBCF，#$，$#：%&2%$#）【?(*#-3)】=;,8/SV+W0；=?01N，8/INO+-,10；=)G,OM0-,+-80-N；=0-8I8-0；=P010 0.G/0NN,S1=随着微波技术的广泛应用，微波辐射对人眼的生物学效应已受到临床普遍关注。通常认为致热效应是机体吸收大量微波辐射电磁能后的主要生物学反应，微波性白内障主要是晶状体蛋白在热作用下发生变性的结果#。近年来部分学者在承认微波$!L中华眼科杂志%9 年#%月第 9 卷第#%期=M,1 GMOM+-*S-，080*T0/%9，S-9，ZS6#%万方数据热效应的同时，也提出了低强度微波（功率密度!#$%&$(）在细胞水平的非热效应(。但是，微波辐射是否在细胞分子水平对晶状体具有非热效应作用、低强度微波是否对晶状体产生不利影响等问题，目前临床尚无定论。我们使用低强度微波辐射体外培养的兔晶状体上皮细胞（)*+,-./01/2,-3/.,*./.1，4567），检测不同剂量微波辐射对细胞周期及其调控基因表达的作用，初步探讨低强度微波辐射对正常生理状态晶状体可能存在的影响。材料和方法一、主要试剂和仪器868 培养液和小牛血清（美国 9,+:公司），细胞周期检测试剂盒（美国;?、=(A,2及 B$C 基因蛋白单克隆抗体（美国 D*0-*7)EF 公司），多功能微波发射仪（南通电子仪器公司），电磁辐射检测仪（G*)H*8:H/.I#型），流式细胞仪（美国;/)J$*0 公司 7:E.-/)K5 型），倒置显微镜（日本L.C$2E1 公司）、激光光密度图像扫描仪（美国=3*)$*,*公司;MLB4 组）、#U(N（;组）、#U N#（7 组）、U#（组和;组与?组比较未见明显改变，7 组细胞肿胀并出现聚集现象（图(），组细胞排列紊乱，部分细胞固缩（图 W），6 组细胞固缩明显，开始出现细胞脱壁现象（图 R）。二、4567 细胞周期的改变7、和 6 组微波辐射后，细胞 合成受到抑制，出现明显的 9#&9期阻滞，表现为微波辐射后9#&9期细胞百分比明显升高，与?组比较，差WI中华眼科杂志(#R 年(月第 R#卷第(期 73,0 L23-3/$+/)(#R，:.R#，G:U(万方数据图!倒置显微镜下可见正常#$%贴壁良好，呈多角形，分布均匀!&(图!功率密度为()*(+,-.+/的微波辐照 0 1 后（%组），倒置显微镜下可见#$%肿胀并出现聚集现象&(图#!功率密度为 2)(+,-.+/的微波辐照 0 1 后（3组），倒置显微镜下可见#$%排列紊乱，部分细胞固缩&(异均有显著意义（!4 5)5(，)266，5)676；8()(2）；9 期细胞百分比减少，差异均有显著意义（!4/)6/2，5)2:6，5)2*/；8()(2）。;组(-%，?）(-2期9 期7)77/7)2*)/(0)/(5)6A:/)/0:)75/0)(0 5)076):/5)66%72)6*/)2/26)5/5)(70)7/5)7537*):0 5)5*2:)0()627)*/5)76$0/)(0):02/)60 0)(0):(2)76=:2):0*)7:/0)(*)2/2()/0()62图%!流式细胞仪检测%组#$%细胞周期结果（!4():2*，()/7/；B()(*）。A 组(-2期和 9 期细胞百分比与=组比较，差异无显著意义（!4()25*，()(0；B()(*）（表 2；图*C0）。提示功率密度!(D*(+,-.+/的微波可阻断#$%细胞周期，使细胞停滞于(-2期。三、#$%细胞周期调控基因表达的改变功率密度为/)(+,-.+/的微波分别辐射、:050中华眼科杂志/(年 2/月第(卷第 2/期!%1EF G HI1J1KL+ML，3N.N+ONP/(，QML(，RM)2/万方数据图!流式细胞仪检测 组#$%&细胞周期结果图!流式细胞仪检测%组#$%&细胞周期结果图#!流式细胞仪检测 组#$%&细胞周期结果及()后，细胞周期调控基因*+,-./0、12341 及*+0560的表达见图7 8 00。辐射9)后*+,-./0水平0 为无微波辐射，+为微波辐射9)，:为微波辐射;)，9 为微波辐射()图$!功率密度为+13+的微波辐射不同时间细胞周期调控基因*+,-./0表达的电泳结果0 为无微波辐射，+为微波辐射9)，:为微波辐射;)，9 为微波辐射()图%&!功率密度为+13+的微波辐射不同时间细胞周期调控基因 12341 表达的电泳结果0 为无微波辐射，+为微波辐射9)，:为微波辐射;)，9 为微波辐射()图%!功率密度为+13+的微波辐射不同时间细胞周期调控基因*+0560表达的电泳结果开始增加，蛋白相对含量为无微波辐射对照者的（0;7?=0）倍，;)上升为（+09?=0）倍，()达（+:+?=:=）倍，差异有显著意义（!A+:=，B=0，#A）。与*+,-./0不同，辐射 9)后 12341 蛋白的表达水平逐渐降低，为无微波辐射对照者的（=?=07）倍，;)为（=:?=00）倍，()达（=09?=9）倍，差异有显著意义（!A 0+,9，B=0，#A）。此外，微波辐射对*+0560基因表达水平无影响（!A0;0=，C=13+）辐射的机会明显增多。低强度微波是否影响晶状体的正常生理功能，甚至导致白内障发生，一直是国内外眼科界探讨和争论的热点问题。通常认为微波辐射性白内障的发生机制为微波热作用引起晶状体蛋白变性，但近年部分学者提出，功率密度 B 0=35 13+的微波对机体主要产生细胞分子水平的非致热效应+。我们在既往的研究中发现，功率密度为 35 13+和 0=35 13+的微波连续辐射兔眼:)，可使#$%&出现早期凋亡改变，导致细胞发生不可逆性损伤9，并认为这种损伤主要与微波的非致热效应有关为进一步探讨微波在细胞分子水平对晶状体可能产生的生物学效应，本研究利用体外培养的#$%&，以()（每天常规工作时间）作为研究时间段，检测不同剂量微波辐射对细胞形态和细胞周期的影响。结果发现功率密度!=13+的微波可引起细胞肿胀、固缩等形态学改变，且使细胞增7:(中华眼科杂志+=9 年 0+月第 9=卷第 0+期!&).D E F/)G)HI3JI，K1K3LKM+=9，NJI 9=，OJ 0+万方数据殖周期停滞在!#!$期。细胞周期通常存在%个检测点，即&(合成开始的!$)*检测点和有丝分裂开始的!%)+检测点。这%个检测点可发现细胞&(的损伤和突变，从而将受损细胞阻滞在细胞周期相应的时相进行&(修复，无法修复的细胞则发生凋亡或死亡,。功率密度!-./0#1/%的微波使 2345 增殖周期停滞于!#!$期，说明微波辐射在引起细胞形态学改变的同时，已经损伤了 2345 的&(。晶状体上皮细胞不断生长、增殖、分化和移行，到达赤道部后移向晶状体内部分化为晶状体纤维细胞，构成晶状体皮质的层状结构，故晶状体上皮细胞对维持晶状体的生长发育和正常的生理状态至关重要。晶状体上皮细胞一旦受到损伤，将引起晶状体纤维排列紊乱，甚至导致晶状体混浊6。本研究结果证实，功率密度!-./0#1/%的微波连续辐射 7 8，可对兔晶状体的正常生理状态产生不利影响，这种影响可能与微波在分子水平的非热效应作用有关，即为微波的热效应和非热效应共同作用的结果。9%$0(:$、9%6;1 蛋白为细胞中!$)*检测点的重要调节因子7，其中 9%$0(:$和 9%6;1?)AB=BABC DEFB 8G1 是参与细胞周期调节的重要原癌基因，其正常表达对维持细胞正常周期具有重要意义。本研究采用 0BFCBI 印迹分析技术，发现功率密度%-/0#1/%的微波辐射 L 8 后，9%6;1 表达水平逐渐下降，表明微波对细胞周期的阻断作用主要是通过调节调控细胞周期转换的基因 9%6;1 来实现，而微波辐射对 5;J 另一成员 9%$0(:$无明显影响。综上所述，低强度微波辐射可通过调节细胞周期调控基因 9%6;1 来阻断晶状体上皮细胞的周期，并引起体外培养的 2345 发生形态学改变。因此，功率密度!-./0#1/%的微波辐射可能对晶状体的生长发育和正常生理功能具有潜在的危害性，而功率密度 M-./0#1/%的微波辐射对晶状体是否相对安全，尚需深入研究。参考文献$3=/E 2+，NI=EC8OP，NI=EC825-5ECEIE1C/1IHRESB EA HTU IEAECH-*QIS V=8C8E?/H?，$K77，WW：%)%$-%;H?HFHSE 3J，(DHBS!，(SB?BS X&，BC E?-4YYB1C HY?HR)CBF/?/BCBI RESB B?B1CIH/EUBBC1 IEAECH H IBUBBIECH HY C8BF1EC1 BSBI IECF-OHB?B1CIH/EUBC*:，3Q 3+，+BI18EC 24-J S/=8H1CB=IH?YBIECHIEAB?B1CIH/EUBC1IEAECHQABIFHC8BI/E?1HACHF-OHB?B1CIH/EUBC1F，$KK，$：L6).,-L叶娟，姚克，吴仁毅，等-低强度微波辐射致兔眼晶状体上皮细胞超微结构的早期改变-中华眼科杂志，%$，W6：.,).7-.B P，EH;，3Q&，BC E?-3HR=HRBI ABF/1IHRESB IEAECH AE/EUB IEGGCF?BF B=C8B?E?1B?F-58BFB+BA1?B 18B1D=HCF：=IBSBCU E ABC 1IFF-*1B1B，$KK,，%6L：$,L)$,6%-63 05，;QFTED P2，&Q;，BC E?-3BF B=C8B?E?1B?E=H=CHFFE=BEIF CH GB E 1H/H 1B?Q?EI GEFF YHI H)1HUBCE?1ECEIE1CABSB?H=/BC 8Q/EF EA E/E?F-P 5B?OHF8/E，QCBI N-=%6，E HSB?8G1?)5AD=IHCB DEFB E1CS，F IB?ECBA CH=%$-5B?，$KKL，67：,6)6L-K宁宏，赵平，张劲松，等-细胞周期素依赖激酶抑制剂 9%6在兔晶状体上皮细胞增殖过程中的作用-中华眼科杂志，%，W7：W67)W6K-（收稿日期：%L)L)$,）（本文编辑：黄翊彬）读者作者编者本刊!#年增加刊出篇幅中华眼科杂志自%年改为月刊后，来稿量逐渐增加，为满足读者和作者的需求，本刊编委会和编辑部共同协商，在保证杂志质量的前提下，将于%.年增加刊出篇幅，即由%L 年每期6%面改为%.年每期K,面。杂志增页后，将调整和丰富本刊栏目，提高报道实效，扩充信息容量，更加贴近眼科读者。%.年中华眼科杂志为大$,开本，每期 K,面；每册定价人民币$,元，全年$K%元；国内外公开发行，欢迎到全国各地邮局订阅，邮发代号%),；咨询电话：$),.%LKK7K 转$L%.，,.%6WW,。鼓励全国眼科工作者积极投稿，欢迎全国眼科读者踊跃订阅本刊。本刊编辑部L7中华眼科杂志%L 年$%月第 L 卷第$%期_ 58 P V=8C8E?/H?，&B1B/GBI%L，XH?L，H-$%万方数据低强度2450 MHz微波阻断兔晶状体上皮细胞周期及对相关基低强度2450 MHz微波阻断兔晶状体上皮细胞周期及对相关基因表达的影响因表达的影响作者：姚克，王凯军，谭健，徐雯，鲁德强作者单位：姚克,王凯军,谭健,徐雯(310009,杭州,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心)，鲁德强(浙江大学生物电磁学浙江省重点实验室)刊名：中华眼科杂志英文刊名：CHINESE JOURNAL OF OPHTHALMOLOGY年，卷(期)：2004,40(12)被引用次数：4次 参考文献(9条)参考文献(9条)1.Lipman RM;Tripathi BJ;Tripathi RC Cataract induced by microwave and ionizing radiation外文期刊19882.Kolosova LI;Akoev GN;Avelev VD Effect of low-intensity millimeter wave electromagenetic radiationon regeneration of the sciatic never in rats外文期刊 19963.Cleary SF;Liu LM;Merchant RE In vitro lymphocyte proliferation induced by radio-frequencyelectromagnetic radiation under isothermal conditions外文期刊 19904.叶娟;姚克;吴仁毅 低强度微波辐射致兔眼晶状体上皮细胞超微结构的早期改变期刊论文-中华眼科杂志2001(1)5.Ye J;Yao K;Lu DQ Low power density microwave radiation induced early damage in rabbits lensepithelial cells期刊论文-Chinese Medical Journal 2001(12)6.Elledge SJ Cell cycle checkpoints:preventing an identity crisis外文期刊 19967.Li Wc;Kuszak JR;Dunn K Lens epithelial cell apoptosis appears to be a common cellular basis fornon-congenital 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