毫米波细胞生物效应及抗肿瘤研究

【摘要】： 毫米波生物效应及医学应用尚有很多未知数和空白点。本论文主要针对毫 米波生物效应的细胞与分子作用机理，以及毫米波作用于人癌细胞产生的抗肿 瘤作用与机理，进行了深入和系统的开拓性研究，并取得系列重要研究结果。 本文为国家自然科学基金资助项目“低强度毫米波辐射对人癌细胞体外诱导分 化及机理研究（批准号39770198）”和国家八六三计划强辐射重点实验室科研 基金资助项目“低强度毫米波抗肿瘤效应及临床应用研究（批准号H96-2）”的 研究内容。本论文的主要研究工作和创新在于以下几方面： （1）以人外周血分离培养的正常淋巴细胞作为人体的正常细胞研究模型，对 毫米波作用于人正常细胞产生的作用和影响进行了研究。研究发现一定频率窗 和能量窗的毫米波（7.1mm，10mW/cm~2）能够影响正常淋巴细胞质膜Ca~(2+)通道的 通透和细胞内Ca~(2+)平衡，进而影响细胞内Ca~(2+)的信息传递功能和细胞功能。并详 细分析了毫米波影响细胞内信息传递的可能途径以及造成细胞膜通透性和细胞 内信使的变化对影响细胞功能的重要意义。从一个侧面认识了毫米波对细胞的 作用靶，为阐述毫米波对细胞作用机理提供了重要依据。 （2）对恶性肿瘤病人治疗前后免疫指标变化和治疗过程中外周血细胞的定期 检测，重点研究了毫米波对肿瘤病人外周血细胞及细胞免疫的影响，得出了毫 米波（7.1mm，10mW/cm~2）作用于人体局部可以引起如骨髓保护、刺激细胞免疫、 调节体内免疫平衡这样的远隔生物效应的结论，为毫米波的远隔生物效应提供 了有力的佐证。 （3）用物理因子（毫米波）作为诱导分化剂诱导人癌细胞分化（逆转）和凋 亡。研究发现低强度毫米波（7.1mm，1mW/cm~2）在体外对人白血病（NB_4）细胞 具有明显的诱导分化和诱导（癌细胞）凋亡作用，以及抑制癌细胞增殖的作用。 研究还发现毫米波显著影响早幼粒白血病（NB_4）细胞的癌基因和抑癌基因调控 以及TGF-β_1的表达。毫米波可能通过多层次、多途径启动和触发细胞分化和凋 亡的诱导机制。也比较研究了两种不同功率密度（1mW/cm~2和5mW/cm~2）毫米波作 用的差异，发现毫米波对癌细胞的作用存在功率密度相关选择性。 （4）研究了毫米波对人鼻咽癌细胞的诱导作用。重点研究了毫米波诱导鼻咽 癌细胞凋亡作用及其分子机理；还比较分析了毫米波对白血病细胞（NB_4）和鼻 咽癌细胞（CNE_1）的作用特点。研究发现特定频率（7.1mm）和强度（1mW/cm~2） 电子科技大学汕士论文 的毫米彼对鼻咽癌细胞具有较明显的增殖抑制作用和降低癌细胞活性，使癌细 胞向良性分化的作用，而且对鼻咽癌细胞具有明显的诱导凋亡作用。 （5研究了毫米波对癌细胞相关调控基因的影响。针对两种不同类型的癌细 胞用同一功率密度和频率的毫米波分别照射，定量分析研究了照射后的细胞相 关癌基因和抑癌基因表达的影响。从基因水甲上认识和研究了毫米波的抗肿瘤 原理与作用特点。发现相同频率（7．luun）和强度（lin’八mg的毫米波对不同的癌细 胞调控基因影响不同，表现出对基因影呐的多样性和多重性；而且不同癌细胞 及癌细胞的不同癌基因对毫米波存在敏感性的差异。 （6）本论文根据毫米波对正常细胞和癌细胞作用的研究结果，重点分析研究 了毫米波抗肿瘤作用的细胞及分子机理，发现毫米波对不同癌细胞的作用具有 敏感性的差异；并首次提出了毫米波抗肿瘤作用的细胞和分子理论模型，为毫 米波的临床应用及肿瘤治疗应用提供了理论依据。 （7）本论文根据毫米波对生物细胞产生的特殊谐振效应及非热效应，重点研 究对癌细胞的诱导分化作用。在研究中针对人类肿瘤中实体肿瘤和非实体肿瘤 在对药物及其它治疗中所表现出的一些治疗差异特性，分别选择了公认的诱导 分化模型一人类白血病细胞州巳）和常见实体肿瘤鼻咽癌细胞CNE）作为诱 导模型，并比较研究了毫米波对两种不同癌细胞的作用差异，使本文的研究更 具有代表性和说服力，也是本文最重要的创新点。