研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[ラットの脳細胞における磁界によって生じたDNA鎖切断] med./bio.

Magnetic-field-induced DNA strand breaks in brain cells of the rat.

掲載誌: Environ Health Perspect 2004; 112 (6): 687-694

この研究は、著者らが先行研究で報告した60 Hz正弦波磁界(0.1-0.5 mT、2時間ばく露)の脳細胞への影響(脳細胞のDNA一本鎖および二本鎖切断の増加)が、さらに弱い磁束密度(0.01 mT)においても起きるか否かを調べた。また、先行研究で報告されたように、このような影響がフリーラジカルスカベンジャーの前処理により阻害されるかについても再実験した。その結果、0.01 mTの60 Hz磁界への24時間ばく露により、DNAの一本鎖および二本鎖切断が有意に増加した;ばく露時間を48時間に延ばすと、増加はより大きくなった;トロロックス(抗酸化剤:ビタミンEの類似体)または7-ニトロインダゾール(一酸化窒素合成酵素の阻害剤)を用いた処置により、磁界誘導性のDNA鎖切断は阻害された;さらに、鉄キレート剤デフェリプロンによる処置は、ラット細胞のDNAに対する磁界の影響を阻害した;また、急性磁界ばく露は、ラットの脳細胞のアポトーシス壊死を増加させた、と報告している。

研究目的(著者による)

ラットにおいて脳細胞DNAに対する60Hz磁界ばく露の影響を調査すること。

詳細情報

雄のラット(8匹/群)をばく露し、更にフリーラジカルスカベンジャーのトロロックス(ビタミンEの類似物)、一酸化窒素合成酵素阻害剤の7-ニトロインダゾール、鉄キレート剤のデフェリプロンで処理し、磁界によって生じたDNA損傷に対するそれらの役割を調査した。
別の処理群では、急性(0.5mTで2時間)の磁界ばく露ラットの脳細胞におけるアポトーシス及びネクローシスに及ぼす影響を調べた。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 60 Hz
ばく露時間: continuous for 24 h
ばく露2: 60 Hz
ばく露時間: continuous for 48 h
ばく露3: 60 Hz
ばく露時間: continuous for 2 h

ばく露1

主たる特性
周波数 60 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 24 h
Additional information Reference article: Lai H, Horita A, Guy AW. 1993. Effects of a 60 Hz magnetic field on central cholinergic systems of the rat. Bioelectromagnetics 14: 5-15.
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 Up to three rats were exposed at a time while being housed in a plastic cage (45 cm x 21 cm x 22 cm lwh) which was placed at the center of the coils.
Additional information Controls were exposed at the bucking mode for the same period of time.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 10 µT - 測定値 - -

ばく露2

主たる特性
周波数 60 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 48 h
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
Additional information Controls were exposed at the bucking mode for the same period of time.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 10 µT - 測定値 - -

ばく露3

主たる特性
周波数 60 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 2 h
Additional information Reference article: Lai H, Singh NP. 1997 a. Acute exposure to 60 Hz magnetic field increases DNA strand breaks in rat brain cells. Bioelectromagnetics 18: 156-165.
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
Additional information Controls were exposed at the bucking mode for the same period of time.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 500 µT - 測定値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

60Hz磁界ばく露はDNA一本鎖切断及び二本鎖切断有意な増加を生じた。ばく露を48時間に延長すると、更に増加した。
急性の磁界ばく露ラットの脳細胞におけるアポトーシスとネクローシスを増加させた。
トロロックスまたは7-ニトロインダゾールでの処理は、磁界によるDNA損傷を阻害した。これらのデータは、磁界によるDNA損傷に対するフリーラジカルの役割を更に支持するものである(publication 1268 を参照)。
キレート剤での処理も、脳細胞DNAに対する磁界の影響を阻害した。
これらの知見は、60Hz磁界ばく露は鉄が介在するプロセス(例えばフェントン反応)を開始し、これが脳細胞におけるフリーラジカル形成を増加させ、DNA鎖切断及び細胞死につながる、ということを示唆している。

研究の種別:

研究助成

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