Home
Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Olfactory memory is enhanced in mice exposed to extremely low-frequency electromagnetic fields via Wnt/β-catenin dependent modulation of subventricular zone neurogenesis.

[Das Geruchsgedächtnis wird bei Mäusen mit einer Exposition bei extrem niederfrequenten elektromagnetischen Feldern über eine Wnt/β-Catenin-abhängige Modulierung der Neurogenese der subventrikülaren Zone verbessert.].

Veröffentlicht in: Sci Rep 2018; 8 (1): 262

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Wirkung eines 50 Hz-Magnetfelds auf das Geruchs-Gedächtnis und die Neurogenese im Hippocampus von Mäusen sowie die Rolle des Wnt/β-Catenin-Signalwegs untersucht werden.
Hintergrund/weitere Details: Im Hirn von erwachsenen Säugern geschieht die Neurogenese sowohl in der subventrikulären Zone (zwischen Striatum und den Seitenventrikeln) als auch im Gyrus dentatus des Hippocampus. Der Wnt/β-Catenin-Signalweg spielt eine zentrale Rolle in der Regulierung der Zellproliferation, Differenzierung, genetischen Stabilität, Migration und Apoptose und scheint auch für die Neurogenese wichtig zu sein.
Für die in vivo-Experimente wurden die Mäuse zufällig auf zwei Gruppen aufgeteilt: eine Schein-Expositions- und eine Magnetfeld-Expositions-Gruppe. Es wurden verschiedene Verhaltens-Tests und neuronale Untersuchungen mit jeweils 7-10 Tieren pro Gruppe durchgeführt. Teilweise wurde den Mäusen der Wnt-Inhibitor Dkk-1 injiziert. Die Expression der neuralen Gene wurde an jeweils 3 Tieren pro Gruppe untersucht.
Für weitere Untersuchungen der molekularen Mechanismen wurden auch in vitro-Untersuchungen mit neuralen Stammzellen durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 3,5 Stunden/Tag für 12 Tage
Exposition 2: 50 Hz
Expositionsdauer: 3,5 Stunden/Tag für 4 Tage
in vivo Genexpressions-Experimente, Western Blot und Immunfluoreszenz von β-Catenin
Exposition 3: 50 Hz
Expositionsdauer: 3, 6 oder 24 Stunden
in vitro Experimente
Exposition 1
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 3,5 Stunden/Tag für 12 Tage
Zusatzinfo in vivo Verhaltens- und Immunfluoreszenz-Experimente
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Mäuse wurden in einem Plastikkäfig gehalten, welcher in den Solenoiden gestellt wurde
Aufbau Magnetfeld wurde durch einen Solenoiden generiert, welcher einen Plexiglas-Zylinder (Durchmesser 20 cm; Länge 42 cm) umgab
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo Die Mäuse der Kontrollgruppe wurden im ausgeschalteten Solenoiden schein-exponiert
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -
Exposition 2
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 3,5 Stunden/Tag für 4 Tage
Zusatzinfo in vivo Genexpressions-Experimente, Western Blot und Immunfluoreszenz von β-Catenin
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -
Exposition 3
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Expositionsdauer 3, 6 oder 24 Stunden
Zusatzinfo in vitro Experimente
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau Solenoid wurde im CO2-Inkubator platziert
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - - - -
Referenzartikel
  • Leone L et al. (2014): Epigenetic modulation of adult hippocampal neurogenesis by extremely low-frequency electromagnetic fields.
  • Cuccurazzu B et al. (2010): Exposure to extremely low-frequency (50 Hz) electromagnetic fields enhances adult hippocampal neurogenesis in C57BL/6 mice.
Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes Material:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Magnetfeld-exponierte Mäuse konnten signifikant besser Gerüche unterscheiden und hatten ein signifikant besseres Geruchs-Gedächtnis als die schein-exponierten Mäuse sowie eine signifikant erhöhte Neurogenese in der subventrikulären Zone. Dies ging einher mit signifikant erhöhten mRNA-Werten von Wnt3, Hes1 und Mash1 in der subventrikulären Zone exponierter Mäuse sowie in neuralen Stammzellen der subventrikulären Zone (in vitro) im Vergleich zur entsprechenden Kontrollgruppe, während im Hippocampus exponierter Mäuse nur Hes1 und Mash1 signifikant hochreguliert waren. Der Gehalt von β-Catenin (Downstream-Target von Wnt3) wurde in den Zellkernen exponierter neuraler Stammzellen im Vergleich zu schein-exponierten Zellen signifikant erhöht (in vitro). Der Wnt-Inhibitor Dkk-1 hob die durch das Magnetfeld induzierten Erhöhungen der Neurogenese (in vivo), des olfaktorischen Gedächtnisses (in vivo) und die Hochregulierung von Wnt3, Hes1 und Mash1 (in vitro) auf.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass 50 Hz-Magnetfelder das olfaktorische Gedächtnis von Mäusen über den Wnt/β-Catenin-Signalweg in der subventrikulären Zone verbessern könnten.
Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

  • Istituto Nazionale Per L'Assicurazione Contro Gli Infortuni Sul Lavoro (INAIL; Italian Workers' Compensation Authority), Italy

Themenverwandte Artikel

  • Sakhaie MH et al. (2017): Effects of Extremely Low-Frequency Electromagnetic Fields on Neurogenesis and Cognitive Behavior in an Experimental Model of Hippocampal Injury.
  • Bernal-Mondragón C et al. (2016): Effects of repeated 9 and 30-day exposure to extremely low-frequency electromagnetic fields on social recognition behavior and estrogen receptors expression in olfactory bulb of Wistar female rats.
  • Hu Y et al. (2016): Long-term exposure to ELF-MF ameliorates cognitive deficits and attenuates tau hyperphosphorylation in 3xTg AD mice.
  • Li C et al. (2014): The extremely low-frequency magnetic field exposure differently affects the AMPAR and NMDAR subunit expressions in the hippocampus, entorhinal cortex and prefrontal cortex without effects on the rat spatial learning and memory.
  • Podda MV et al. (2014): Extremely low-frequency electromagnetic fields enhance the survival of newborn neurons in the mouse hippocampus.
  • Leone L et al. (2014): Epigenetic modulation of adult hippocampal neurogenesis by extremely low-frequency electromagnetic fields.
  • Cuccurazzu B et al. (2010): Exposure to extremely low-frequency (50 Hz) electromagnetic fields enhances adult hippocampal neurogenesis in C57BL/6 mice.