Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Overexpression of miR-26b-5p regulates the cell cycle by targeting CCND2 in GC-2 cells under exposure to extremely low frequency electromagnetic fields. med./bio.

[Überexpression von miR-26b-5p reguliert den Zellzyklus durch Steuerung von CCND2 in GC-2-Zellen unter Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern].

Veröffentlicht in: Cell Cycle 2016; 15 (3): 357-367

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition von Spermatozyten-abgeleiteten Zellen der Maus bei einem 50 Hz-Magnetfeld auf die allgemeine microRNA-Expression sowie der Einfluss der microRNA miR-26b-5p auf die Zell-Reaktionen untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

MicroRNAs sind kleine nicht-kodierende RNA-Stücke, welche die Genexpression auf post-transkriptioneller Ebene regulieren. Spermatozyten-abgeleitete Zellen der Maus wurden untersucht, um die Wirkungsmechanismen möglicher schädlicher Wirkungen von Magnetfeldern auf das männliche Fortpflanzungssystem zu erforschen.
Die Zellen wurden in folgende Gruppen unterteilt: Exposition bei einem Magnetfeld von 1) 1 mT, 2) 2 mT und 3) 3 mT. Für jede dieser Gruppen wurde jeweils eine Schein-Exposition durchgeführt. Darüber hinaus wurden Zellen 4) mit miR-26b-5p (100 nmol/l) oder 5) einem miR-26b-5P-Inhibitor transfiziert, um experimentell eine Überexpression bzw. eine blockierte Expression hervorzurufen. Für beide Gruppen wurde jeweils eine Negativkontrolle durchgeführt. Schließlich wurden Zellen mit 6) miR-26b-5p transfiziert und nach 6 Stunden bei einem Magnetfeld von 3 mT exponiert und 7) mit einer miR-26b-5p Negativkontrolle transfiziert und nach 6 Stunden bei einem Magnetfeld von 3 mT exponiert. Für die Gruppen 6 und 7 wurden separate Schein-Expositionen durchgeführt.
Alle Daten wurden aus mindestens 3 unabhängigen Experimenten, welche doppelt durchgeführt wurden, gewonnen.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer metal chamber in incubator
Aufbau exposure setup was composed of two four-coil systems (two coils with 56 windings and two coils with 50 windings) that generated a vertical MF inside a metal chamber; exposed and sham-exposed cell dishes were simultaneously placed in a separate incubator in which the environmental conditions were constant (37°C, 5% CO2); the temperature difference between sham exposure and exposure chamber never exceeded 0.3°C
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo the system was composed of two identical chambers; one of the chambers was used for sham-exposure, the other chamber was used for exposure; exposed and sham-exposed cell dishes were simultaneously placed in an incubator
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 2 mT - gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer intermittierend (5 min an/10 min aus) für 72 Stunden
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 3 mT - gemessen - -

Referenzartikel

  • Ma Q et al. (2014): Extremely low-frequency electromagnetic fields affect transcript levels of neuronal differentiation-related genes in embryonic neural stem cells.
  • Schuderer J et al. (2004): In vitro exposure apparatus for ELF magnetic fields.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

MiR-26b-5p wurde als microRNA mit der größten Veränderung (weitere microRNAs wurden gefunden, aber nicht weiter untersucht) bei der Expression als Reaktion auf die Exposition bei einem Magnetfeld identifiziert. Dabei gab es zwischen Gruppe 1 (1 mT) und der Schein-Expositions keine Unterschiede, aber in Gruppe 2 (2 mT) war die miR-26b-5p-Expression signifikant erhöht und in Gruppe 3 (3 mT) im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe signifkant verringert.
Der Methylierungs-Status des miR-26b-5p-Gens zeigte zwischen den Expositions- und den Schein-Expositions-Gruppen keine signifikanten Unterschiede.
Eine experimentell hervorgerufene Überexpression von miR-26b-5p (Gruppe 4) oder eine blockierte Expression (Gruppe 5) hatte im Vergleich zu den jeweiligen Negativkontrollen keine Auswirkungen auf die Zelllebensfähigkeit, die Apoptose oder den Zellzyklus der Zellen.
Jedoch führte eine Überexpression von miR-26b-5p in Kombination mit der Exposition bei einem 3 mT Magnetfeld (Gruppe 6) im Vergleich zu einer Exposition ohne diese Überexpression (Gruppe 7) zu einer signifikant veränderten Zellzyklus-Verteilung.
Die Softwareanalyse identifizierte cyclin D2 als direktes Ziel-Gen von miR-26b-5p und die Real-time RT-PCR und Western Blot bestätigten, dass sowohl eine miR-26b-5p-Überexpression (Gruppe 4) als auch eine Exposition bei einem 2 mT- (Gruppe 2) oder 3 mT-(Gruppe 3), oder eine Kombination von Überexpression und Exposition (Gruppe 6) die mRNA- und Proteinexpression von Cyclin D2 signifikant veränderte.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Exposition von Spermatozyten-abgeleiteten Zellen der Maus bei einem 50 Hz-Magnetfeld die Expressions-Raten einiger microRNAs verändern könnte und dass miR-26b-5p dabei als potenzieller Marker dienen könnte. Darüber hinaus könnte die miR-26b-5P-Cyclin D2-vermittelten Zellzyklus-Regulation eine Rolle bei den biologischen Auswirkungen einer Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern spielen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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