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

[700MHzの1H-NMR研究は、50Hz正弦波磁界にばく露されたヒトK562赤白血球細胞におけるアポトーシス様の挙動を明らかにする] med./bio.

A 700 MHz 1H-NMR study reveals apoptosis-like behavior in human K562 erythroleukemic cells exposed to a 50 Hz sinusoidal magnetic field

著者: Santini MT, Ferrante A, Romano R, Rainaldi G, Motta A, Donelli G, Vecchia P, Indovina PL
掲載誌: Int J Radiat Biol 2005; 81 (2): 97-113
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この研究は、超低周波（ELF）50 Hz正弦波磁界（1または5 mT）への2時間ばく露を受けたK562ヒト赤白血病細胞における細胞損傷およびアポトーシスの可能性について高分解能プロトン核磁気共鳴（1H-NMR）分光法を用いて調べた。まず、ばく露を受けたK562細胞全体およびこれらの細胞からの過塩素酸抽出物の1次元1H-NMRスペクトルを得た。さらに、2次元1H-NMRスペクトルも取得した。細胞損傷は乳酸デヒドロゲナーゼの放出により評価した。細胞増殖の変化は成長曲線分析、ブロモデオキシウリジン取り込みおよびKi67抗原の局在化によって観察した。また、細胞死（壊死およびアポトーシス）はクロマチン色素Hoechst 33258を用いて検査した。その結果、1H-NMRで観察された多数の代謝物の変動から、ELF磁界に対するK562細胞の応答としてのアポトーシス様挙動が明らかにされた；特に、従来的な研究手法で細胞のアポトーシス性が同定できない場合にも、アポトーシス様挙動を示唆する代謝産物の変動を1H-NMR法は示せるので、ELF磁界の細胞への影響の研究には非常に有用である、と報告している。

研究目的（著者による）

本研究の狙いは、超低周波電磁界による最も微妙な損傷でさえ明らかにするため、ならびに可能性のあるアポトーシスの兆候を証明するため、1H-NMRを用いることができる可能性を調査することであった。

詳細情報

細胞全体、ならびにその過塩化抽出物を評価した。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 2 h
  • 磁束密度: 1 mT effective value (± 3% measurement accuracy)
ばく露2: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 2 h
  • 磁束密度: 5 mT effective value (± 3% measurement accuracy)

ばく露1

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 2 h
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • cylindrical coils
ばく露装置の詳細 75 cm² tissue culture flasks containing K562 cells were placed in the center of the coils. The setup was maintained at 37°C. The magnetic field was parallel to the cells.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1 mT effective value 測定値 - ± 3% measurement accuracy
Additional parameter details

The static field at the location of the samples was measured to be 30 µT.

ばく露2

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 2 h
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 5 mT effective value 測定値 - ± 3% measurement accuracy

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:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

1H-NMRで見つかった多くの代謝物における変動は、超低周波磁界にばく露された細胞の応答におけるアポトーシス様の挙動を明らかにしている。細胞に対する超低周波電磁界の影響を調査する上で、特にアポトーシスの初期段階の動態のより良い理解のため、1H-NMRは極めて有益であり得る。アポトーシス様の挙動を示唆する代謝物における変動は、より伝統的な技法で細胞がアポトーシス性であると同定できない場合に生じる。

磁界ばく露細胞が死ぬかどうか、あるいはアポトーシスプロセスが逆転するかどうかは不明である。それでも、超低周波電磁界が非常に重要な方法で細胞に影響を及ぼすのは明らかである。これらの影響をより良く理解するため、更なる研究が必要である。

研究の種別:

研究助成

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