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《第一军医大学》 2002年
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2450MHz微波辐射的损伤机理及生物学防护作用研究

刘秀红  
【摘要】: 近年来,微波已经广泛应用于工业、医学、通信等领域,为此,人们开展了大量的研究,探讨其生物学作用。眼睛是微波作用于人体的一个重要靶器官,微波对眼睛的损伤涉及角膜、晶体、视网膜等,它可造成晶状体混浊,视网膜神经元变性、坏死。以前的研究多集中于晶体的损伤。本实验主要观察了2450MHz的微波(连续波)辐射对体外培养的人视网膜色素上皮细胞的损伤作用,并首次运用基因芯片技术探讨了微波辐射致视网膜色素上皮细胞损伤时的有关细胞应激和凋亡相关基因群转录的改变;本实验还观察了抗氧化剂锌和谷胱甘肽对微波辐射致视网膜色素上皮细胞损伤的防护效果,并运用基因芯片技术探讨了抗氧化剂锌和谷胱甘肽对微波辐射致视网膜色素上皮细胞损伤防护时的有关细胞应激和凋亡相关基因群转录的改变。为了研究锌对微波辐射损伤防护作用的实际应用,本实验首次在动物的整体水平上进行补锌实验,来防护微波辐射对动物的应激损伤,为进一步研究锌在防护微波辐射损伤中的实际应用提供实验数据和基础资料。 实验方法: 1、观察微波辐射对体外培养人的视网膜色素上皮细胞形态、生化指标和增殖的影响 体外培养的人视网膜色素上皮细胞(hTERT-RPE1),按照 微波辐射的强度分为对照组,10 mwcm‘X lh,20 mw/cm‘X lh,30mW八mZ X lh组,用 2450MHz微波辐射,时间为山,距离为 16cm。辐射后,用光 学显微镜和透射电镜观察各组细胞的形态及变化;台盼蓝染色检测细胞存 活率;测定细胞内抗氧化物酶SOD和GSH-PX的活性和脂质过氧化产物 MDA的含量;另外,继续培养各组细胞,观察微波辐射对细胞增殖的影响。 工微波辐射致人视网膜色素上皮有关细胞应激和凋亡基因转录的改变 “的观察 用 WDDl全自动温度测定仪连续纪录在强度为 10 mw/cm‘的 2450MHZ微波辐射1’J’时的培养hTERT十 细胞的培养瓶中培养液的温度。 根据其温度上升的速度和幅度,采用水浴加热法来模拟微波辐射的热作用。 收集正常培养的、10 mW/cmZX lh微波辐射和模拟微波辐射的水浴加热的 hTERT亿 细胞,分别用二种不同的荧光染料通过逆转录反应将两组细胞 的InRNA分别标记成二种探针,将探针混合后与应激基因芯片Ars(200)进行 杂交、洗涤,用特有的二种荧光波长扫描芯片,得到这些基因在二组细胞 中的差异转录图谱。本实验共有两张芯片,其中一张为正常培养的细胞与 微波辐射的细胞的比较,另一张为模拟微波辐射的细胞与微波辐射的细胞 的比较。 3、抗氧化剂锌和谷脱甘肽对微波辐射致hTERT-RPEI细胞损伤防护作 用的观察①锌防护的观察 以强度为30 mwcm‘X lh微波辐射的 hTERT-RPEI细胞为对照组,以含醋酸锌终浓度为0.l、0.2、0.snunoUL的培 养基培养的 hTERT亿 细胞为防护组,培养 24h后进行 30mwcm‘X lh 的微波辐射。②谷眺甘肽防护的观察 以强度为 30mw/cm‘的微波辐射 lh 的hTERT-RPEI 细胞为对照组,以含谷肤甘肽终浓度为0.025、0.050、 0.100mmol/L的培养基培养的hTERT-RPEI细胞为防护组,培养24h后,进 行30mw儿mZ的微波辐射。分别观察各组细胞微波辐射后的存活率,各组 !细胞内抗氧化物酶 SOD和 GSHIX的活性和脂质过氧化产物 MDA的含量 及各组细胞的增殖情况。 4、抗氧化剂锌和谷耽甘肽对微波辐射致hTERT-RPEI细胞损伤防护作 用基因转录改变 第一张基因芯片以0二mmort的醋酸锌培养24h,进行 10mwlemZ,lh微波辐射的hTERTA 为处理组细胞;以0.ZmmoMi的 醋酸锌培养24h后的细胞为对照组细胞。第二张芯片以0刀snunol几的谷脐 甘肽培养24h,进行 10mw儿m乙 lh微波辐射的细胞为处理组细胞;以 ·5- 10mwicmZ、lh微波辐射的hTERT亿 细胞为对照组细胞。微波辐射条件 和基因芯片处理等同上。 5、补充微量元素锌对微波辐射C57BL6小鼠防护效果及其对微波辐射 致C57BL6小鼠基因转录的影响的观察C57BL6小鼠(体重在20克左 右)被随机分成4组。CI组,进行为期7天每天lh的10mw/cmz的微波辐 射;C3组,辐射同*组,但补充含1刀tnmoMi醋酸锌的饮用水;C4组, 模拟微波辐射组;C6组,对照组。在实验结束的第H天,断头宰杀小鼠, 取组织样品。观察各组小鼠体重、脏器重量,肝肾抗氧化物酶SOD和GSHPX 的活性和脂质过氧化产物MDA的含量,并用4000点基因芯片技术检测分 析微波辐射和补充锌对微波辐射致C57BL6小鼠肝组织基因转录的改变。 实验结果 1.hTERT-RPEI细胞经微波辐射后,光镜观察结果显示,10mo/cm‘组细 胞形态未见明显变化,20 mw/cm’组可见细胞胞质回缩,30 mW/Cm‘细胞间 隙明显增大。电镜观察,10 mw/cm’组细胞
【学位授予单位】:第一军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:R363

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