Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

NADPH oxidase-produced superoxide mediated a 50-Hz magnetic field-induced epidermal growth factor receptor clustering med./bio.

[Durch NADPH-Oxidase produziertes Superoxid vermittelte eine durch ein 50 Hz-Magnetfeld-induzierte Cluster-Bildung von epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptoren]

Von: Feng B, Dai A, Chen L, Qiu L, Fu Y, Sun W
Veröffentlicht in: Int J Radiat Biol 2016; 92 (10): 596-602
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungsmechanismen der 50 Hz-Magnetfeld-induzierten Cluster-Bildung des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors bei menschlichen Epithel-Zellen des Amnions untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

In früheren Studien (Sun et al., 2004, Sun et al. 2008) fanden die Autoren heraus, dass die Exposition bei einem Magnetfeld die Cluster-Bildung des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors (EGFR) bei kultivierten Zellen hervorrufen könnte. Diese Daten wiesen darauf hin, dass EGFR eines der Ziele von Magnetfeldern auf der Zellmembran sein könnte. In einer weiteren Studie stellten Park et al. (2013) fest, dass die Cluster-Bildung durch reaktive Sauerstoffspezies vermittelt werden könnte. Jedoch blieb der Ursprung der reaktiven Sauerstoffspezies unklar.
Die Zellen wurden in die folgenden Gruppen eingeteilt: Exposition bei einem 0,4 mT Magnetfeld 1) 5 Minuten, 2) 15 Minuten, 3) 30 Minuten und 4) 60 Minuten und Exposition bei einem Magnetfeld von 5) 0,1 mT oder 6) 0,2 mT für 15 Minuten und 7) Schein-Exposition.
Es wurde eine Positivkontrolle durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 5, 15, 30 oder 60 Minuten
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 Minuten
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 15 Minuten

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 5, 15, 30 oder 60 Minuten
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer two exposure chambers in CO2 incubator (95% humidity and 5% CO2)
Aufbau each chamber contained a set of square Helmholtz coils (20 cm x 20 cm), which were double-wrapped with two lines of copper wire, and was encased by mu-metal; a fan on the wall ventilated and maintained air and temperature uniformity between chamber and incubator; temperature in the chambers was maintained at 37.0 ± 0.1°C throughout the entire exposure period; cell dishes were put in the center of the coils; the magnetic field was perpendicular to the dishes
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo current was fed into the coils with the same direction in the exposure chamber, whereas opposite direction currents were fed into the coils in the sham exposure chamber; difference in temperature between exposure and sham exposure conditions did not exceed 0.1°C
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,4 mT - gemessen - -
Zusätzliche Parameterdetails

there was almost no 50 Hz MF at the center of the sham exposure coils, when current was fed into coils in the exposure chamber; the mu-metal enclosure attenuated the geomagnetic field, as well as magnetic fields from the fans, by more than 30 dB to a level of less than 1 µT and the AC magnetic field background in the chamber was also less than 0.1 µT; the heterogeneity of field distribution within the 12 x 12 x 20 cm3 space in the exposure chamber was less than 1%; the sham isolation rate was more than 43 dB and electric fields were less than 1 V/m

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 15 Minuten
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,1 mT - gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 15 Minuten
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,2 mT - gemessen - -

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Gesamt-Produktion an reaktiven Sauerstoffspezies war in den Gruppen 1, 2, 3 und 6 im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe signifikant erhöht, wobei der deutlichste Anstieg in Gruppe 2 (0,4 mT) beobachtet wurde. Die Gruppen 5 und 6 wurden in den weiteren Tests nicht weiter betrachtet.
Die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies im Zytoplasma war in den Gruppen 1-3 im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe signifikant erhöht. Um die NADPH-Oxidase als potenzielle Quelle der reaktive Sauerstoffspezies zu untersuchen, wurden diese Gruppen auch mit Zusatz des NADPH-Oxidase-Inhibitors Diphenyleniodonium getestet. Diese ko-exponierten Zellen zeigten eine signifikant verringerte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies im Zytoplasma im Vergleich zu Zellen, die nur bei dem Magnetfeld exponiert wurden, welche mit dem Niveau der Schein-Exposition vergleichbar war.
Die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies in den Mitochondrien war in den Gruppen 2 und 3 im Vergleich zu schein-exponierten Zellen signifikant erhöht, jedoch hatte die Behandlung mit dem NADPH-Oxidase-Inhibitor keine signifikante Wirkung.
Die Konfokalmikroskopie zeigte, dass die EGFR-Cluster-Bildung in Gruppe 2 im Vergleich zur Schein-Expositions-Gruppe signifikant erhöht war. Nach Vorbehandlung mit dem NADPH-Oxidase-Inhibitor war die MF-induzierte EGFR-Cluster-Bildung jedoch vollständig gehemmt.
Die Autoren schlussfolgern, dass die NADPH-Oxidase die 50 Hz-Magnetfeld-induzierte Cluster-Bildung des epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptors bei menschlichen Epithel-Zellen des Amnions über die Produktion von Superoxiden vermitteln könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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