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电子信息职称论文刊发浅析极低频电磁场照射后细胞间的通讯
摘要:低频脉冲电磁场能够影响成骨细胞的增殖,,4mT矩形电磁场照射新生鼠颅骨细胞,MTT方法测量细胞的增殖率,,电磁场照射后的细胞能够辐射一种光信号,受电磁场照射的成骨细胞可以通过这种光辐射的通讯方式促进未受电磁场照射的正常成骨细胞的增殖().
关键词:电磁场、成骨细胞、增殖、通讯
低频脉冲电磁场(PEMF)对骨不连病人的治疗及骨愈合等疾病有显著的促进作用[1,2],特别是由于近年来环境中低频电磁场污染的增加,低频电磁场生物效应已经成为了社会广泛关注的热点问题,并引发了电磁场生物效应机理争论的热潮[3~5].从电磁场作用后细胞的响应来看,电磁场可以通过细胞外或细胞内钙离子途径直接影响成骨细胞的生长与分化[6~8],电磁场也可能通过对DNA的直接作用影响细胞的转录功能[9].从电磁场特征来看,目前能够确定的是电磁场的生物效应存在强度与频率窗口[10].电磁场生物效应机理的争论已经有很多年的历史,但照旧没有取得突破性的进展,还存在很多问题,表明电磁场生物效应的简洁性,.
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1材料与方法
(ⅰ)(GIBCO公司),新生牛血清(杭州四季青生物制品公司),MTT(Sigma公司).
(ⅱ),能够在多层线圈绕制的螺线管内产生频率、强度可调的矩形、正弦、,螺线管的直径与长度分别设计为5和25cm,螺线管中磁感应强度按理论公式计算:B=0nI(0为真空磁导率,其值为4107H/m,n为线圈单位长度的匝数,I为通过线圈的电流强度),电流使用示波器及A622探头测量获得(Tektronix,USA).本争论所用矩形波电磁场参数为:频率15Hz,峰值强度4mT,占空比15%.
(ⅲ),取诞生24h内的SD大鼠颅盖骨(购于第四军医高校试验动物中心),胰蛋白酶()消化20min;用10%血清的DMEM培育基冲洗两遍,接种于培育瓶中,%血清的DMEM培育基稀释成5104/mL细胞的悬液,以每孔200L接种于由96孔培育板加工而成的小孔中连续培育24h,,试验时对比组与电磁照射组分别置于两个完全一样的螺线管中,对比组不加电磁场放置30min,电磁照射组加磁场照射30min,磁场方向与培育皿底部垂直,而后连续培育24h,,每个试验至少重复2次.
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(ⅳ),37℃孵育4h,吸尽培育基并于每孔加入二***亚砜150L,振荡10min,用酶标仪(TECAN,澳大利亚)测量570nm波长时的光密度(A)值.
(ⅴ),数据表示为XSD.
2结果
,代分别称为对比组、电磁场屏蔽对比组(ESC)、无电磁场屏蔽对比组(ENSC).另2个为电磁场照射组,分别为电磁屏蔽的电磁场照射组(ESS)和无电磁屏蔽的电磁场照射组(ESNS).对比组与电磁照射组的试验方法同上,但电磁照射结束后,ESC组与ESS组分别用200目铜网制成的长方体箱包裹,贴在一起共同放入培育箱培育,ESNS组与ENSC组直接贴在一起放入200目铜网制作的长方体箱中共同培育,对比组置于铜网中单独培育,,其他4组与对比组差异显著(,n=8),但4组之间无显著差异(,n=8).
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、光未隔离对比组(LNIC)、光隔离对比组(LIC),2个电磁照射组分别为光隔离的电磁场照射组(ELI)与光未隔离的电磁场照射组(ELNI).电磁照射的试验方法同上,但电磁照射结束后,LIC与ELI组用黑色玻璃片隔离后贴在一起共同放入培育箱培育,LNIC组与ELNI组用透亮玻璃片隔离后贴在一起放入细胞培育箱培育,对比组单独培育,结果见图2.
可以看出,ELI,ELNI,LNIC组与对比组差异显著(,n=8),LIC组与对比组无显著差异(,n=8),但与ELI组显著差异(,n=8).
3争辩
电磁场生物效应是近年来的争论热点,螺线管中交变磁场可以引起成骨细胞增殖[11],4mT,15Hz低频矩形电磁场能够使细胞增殖率显著增加[12],本争论结果表明,不但磁场照射后的成骨细胞增殖率可以显著增加,而且与电磁场照射后的细胞相互接近共同培育的对比组细胞的增殖率也显著增高(图1和2),,通过这种物理信号能够影响其他细胞的分裂[13].从物理学的角度分析,细胞间的影响可能表现为电磁波通讯,,电磁屏蔽没有影响细胞间的这种通讯,由于无论是加了电磁屏蔽的细胞,还是没有被屏蔽的细胞,只要将他们相互贴近一起培育,电磁照射组与对比组细胞的增殖率就没有差异,但却都显著高于对比组(),该结果提示,细胞被磁照射后能够产生使正常细胞增殖的信号,,这种影响细胞增殖的通讯信号可能是一种光信号,由于正常细胞与受电磁刺激的细胞间的通讯作用可以被黑色玻璃片阻断(),但不受透亮玻璃片影响().总之,本争论结果表明,成骨细胞被电磁照射后可能辐射一种光信号,通过这种信号可以刺激其他未受电磁照射的细胞,并使其增殖率增加.
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成骨细胞的增殖与细胞因子及细胞内的钙离子亲热相关[3,14],光辐射可以影响细胞内的钙过程[15],这为本课题的后续深化争论供应了思路.
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