低頻電磁場對細(xì)胞特性影響的實驗研究.pdf

1、本論文研究了20mT,50Hz低頻正弦電磁場對人肝癌細(xì)胞SK-HEP-1,人早幼白血病細(xì)胞HL-60以及人間充質(zhì)干細(xì)胞hMSCs的增殖、代謝、細(xì)胞周期和凋亡等細(xì)胞特性的影響,并探討了電磁場對細(xì)胞離子的作用機理. SK-Hep-1和HL-60細(xì)胞生長易受低頻電磁場的影響,兩種癌細(xì)胞照射組在電磁場的作用下都呈現(xiàn)增殖有所減緩的趨勢.到第4天,臺盼藍(lán)拒染法測得HL-60和SK-Hep-1照射組的細(xì)胞密度分別比對照組的降低23.4﹪和27﹪.實驗

2、結(jié)果和用MTT法和CCK-8法測定兩種細(xì)胞增殖活性的結(jié)果相符合,說明低頻正弦電磁場具有降低癌細(xì)胞增殖的能力. 首次提出低頻電磁場影響癌細(xì)胞的葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和谷氨酸代謝.培養(yǎng)初期電磁場抑制SK-HEP-1細(xì)胞對葡萄糖和谷氨酰胺的利用,后期抑制細(xì)胞利用乳酸,部分阻礙谷氨酰胺進(jìn)入三羧酸循環(huán);對照組細(xì)胞在葡萄糖缺乏下利用乳酸和谷氨酰胺作為能源補充,維持生長.初期電磁場激發(fā)HL-60細(xì)胞的葡萄糖和乳酸代謝,后期電磁場對細(xì)胞生長代謝

3、的抑制作用開始凸現(xiàn). 首次提出低頻電磁場提高癌細(xì)胞外Na<'+>/K<'+>濃度和滲透壓.第4天,HL-60細(xì)胞對照組和照射組Na<'+>濃度為146.3mmol/l和154.9mmol/l,SK-Hep-1細(xì)胞為153.1mmol/l和160mmol/L;HL-60細(xì)胞對照組和照射組的K<'+>濃度為5.33mmol/L和5.73mmol/L,SK-Hep-1細(xì)胞為5.4mmol/L和6.08mmol/L,HL-60細(xì)胞對照組

4、和照射組的滲透壓為分別達(dá)到峰值340mOsm和358mOsm,SK-Hep-1細(xì)胞為359mOsm和39lmOsm.細(xì)胞滲透壓的實驗數(shù)據(jù)和離子濃度的實驗數(shù)據(jù)相符合,同時滲透壓的上升趨勢也對應(yīng)于細(xì)胞密度的下降趨勢,細(xì)胞生長的抑制結(jié)果部分歸因于電磁場作用下滲透壓的升高. 低頻電磁場影響SK-Hep-1和HL-60細(xì)胞的細(xì)胞周期分布.在培養(yǎng)之初,SK-HEP-1細(xì)胞經(jīng)低頻電磁場照射后,很快從G1期進(jìn)入S期,但其后S期的合成則被極大程度

5、的抑制了.這可能是由于電磁場的累積效應(yīng)阻斷了照射組G1后期的"限制點",從而妨礙了細(xì)胞進(jìn)入S期.電磁場照射加速了HL-60細(xì)胞進(jìn)入S期,但總體來說則顯示出一定的抑制性.但照射組細(xì)胞在進(jìn)入S期后并沒能隨之進(jìn)入G2期,而僅是被限制在S期階段,從而抑制了細(xì)胞的有絲分裂. DNA梯度電泳和Hoechst33258熒光染色均檢測出HL-60和SK-HEP-1細(xì)胞在電磁場處理后有細(xì)胞凋亡,對照組則無凋亡現(xiàn)象.凋亡現(xiàn)象進(jìn)一步說明了電磁場對細(xì)胞

6、生長抑制作用.對照組和照射組細(xì)胞的凋亡差異性,為低頻電磁場在癌癥治療方面的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ).首次提出低頻電磁場影響干細(xì)胞hMSCs外Na<'+>/K<'+>濃度、滲透壓、葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和谷氨酸代謝.電磁場作用下hMSCs外Na<'+>/K<'+>濃度和滲透壓升高,從而抑制細(xì)胞的增殖活性,抑制葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和谷氨酸的代謝,影響碳源和氮源的利用.成骨分化研究表明,電磁場的照射未對hMSCs的成骨分化表現(xiàn)出顯著影響.