Es sollte die Wirkung einer Exposition bei elektromagnetischen 50 Hz-Feldern im Bereich von 55-680 µT auf den Gehalt von HSP70 in verschiedenen Zell-Modellen untersucht werden.
Bei endothelialen Zellen wurde ebenfalls die Wirkung elektromagnetischer Felder auf verschiedene Stufen des Prozesses der HSP70-Genexpression (d.h. Hitzeschock-Transkriptionsfaktor 1 (HSF1)-Aktivierung, Gen-Transkription, mRNA-Kumulation und HSP70 Neusynthese) und die Wirkung einer kombinierten Exposition bei Hitzeschock (für 30 Min. bei 44°C) und elektromagnetischen Feldern analysiert. Endotheliale Zellen wurden durch Elektroporation transfiziert (mit phsplacZ- und pEGFP-C1-Vektoren), um die HSP70-Promotor-Aktivität des transfizierten Gens mit Hilfe der beta-Galaktosidase zu bewerten.
Da HSP70 ein langlebiges Protein ist und da zytoplasmatische Proteine meistens durch den Ubiquitin/Proteasom-Weg abgebaut werden, wurde seine mögliche Stabilität indirekt durch die Proteasom-Aktivität in den Zell-Extrakten gemessen.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
20 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h, 16 h, 18 h, 24 h, 48 h
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| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | 20 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8 h, 16 h, 18 h, 24 h, 48 h |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | Four petri dishes were exposed simultaneously by inserting them in the solenoid. The solenoid and the sample holder resulted in a 38 cm high x 10 cm wide plexiglass chamber. The whole setup was placed in an incubator maintained at 37°C. Control samples were not exposed to MF and were incubated in the same incubator in a position where the environmental magnetic field was minimum (2 µT). |
| Zusatzinfo | In some experiments, cells were exposed to heat stress for 20 or 30 min at 44°C in a water bath. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 55 µT | Minimum | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 150 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 300 µT | - | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 680 µT | Maximum | gemessen | - | - |
Einige Zell-Typen (endotheliale Zellen und Lymphoma/Leukämie-Zellen) zeigten erhöhte Gehalte des HSP70-Proteins, wenn sie bei 50 Hz elektromagnetischen Feldern (680 µT) für 24 Stunden exponiert wurden.
In den endothelialen Zellen induzierten elektromagnetische Felder alleine lediglich eine schwache und transiente Aktivierung von HSF1; allerdings erschienen weder die Gehalte von HSP70-mRNA noch die Synthese von HSP70 signifikant verändert.
Transfektions-Experimente, die den HSP70-Promotor mit einschlossen, zeigten, dass die Genexpression nicht beeinträchtigt wurde. Eine merkliche Verminderung in den Proteasom-Aktivitäten in den exponierten Zell-Extrakten wurde ebenfalls verzeichnet.
Die Hitzeschock-induzierten Gehalte von HSP70-mRNA und des Proteins wurden durch einen gleichzeitigen schwachen Stressfaktor wie elektromagnetische Felder erhöht.
Zusammengefasst deuten die Ergebnisse darauf hin, dass bei elektromagnetischen Feld-exponierten endothelialen Zellen, die HSP70 Gen-Transkription und -Translation nicht beeinträchtigt wird; allerdings fördern elektromagnetische Felder alleine die Kumulation des induzierbaren HSP70-Proteins, möglicherweise durch eine Erhöhung seiner Stabilität, sowie bei gleichzeitiger Verabreichung mit Hitzeschock eine erhöhte Kumulation und Translation der Hitze-induzierten HSP70-mRNA.
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