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

[60Hz、7mTの時間変動磁界はDNA二本鎖切断を誘導し、アポトーシスなしにDNA損傷チェックポイントを活性化させる] med./bio.

Time-varying magnetic fields of 60 Hz at 7 mT induce DNA double-strand breaks and activate DNA damage checkpoints without apoptosis.

掲載誌: Bioelectromagnetics 2012; 33 (5): 383-393

研究目的(著者による)

ヒト初代細胞及びがん細胞に対する、2-14mTの60Hzの時間変動磁界へのばく露生物学的影響及び潜在的遺伝毒性を調べること。

詳細情報

ばく露の直後または24時間後に細胞を調べた。紫外線C波(UVC)(アポトーシス及びDNA二本鎖切断について)ならびにTBHP(tert-ブチルヒドロペルオキシド;活性酸素種誘導について)で陽性対照を実施した。

著者らは、DNA二本鎖切断の位置及び時間依存性を、磁界の数値シミュレーションと比較した。これらの実験でのローレンツ力及びエディ電流を数値計算し、それぞれの因子が二本鎖切断に及ぼす影響力を調査した。

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 30 min
ばく露2: 60 Hz
ばく露時間: continuous for 0 - 120 min
  • 磁束密度: 7 mT (measured at 4 mm from the bottom of the cell culture dish)
  • 電力: 400 mW maximum (5 - 400 mW)

ばく露1

主たる特性
周波数 60 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 30 min
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 circular coils with a diameter of 0.9 cm and 3500 turns of wire wound on an acrylic cylinder; cell culture dish with a diameter of 3.5 or 6 cm placed so at the coil's base that the coil was in the center of the dish
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 2 mT minimum 測定値 - -
磁束密度 14 mT maximum 測定値 - -
電力 400 mW maximum - - 5 - 400 mW

ばく露2

主たる特性
周波数 60 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 0 - 120 min
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 種別 Method Mass 備考
磁束密度 7 mT - 測定値 - measured at 4 mm from the bottom of the cell culture dish
電力 400 mW maximum - - 5 - 400 mW

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)

7mTの60Hz磁界へのヒト線維芽細胞及び子宮がん細胞の0-120分間の連続ばく露では、細胞の生存能力有意な変化は認められなかった。2つの細胞株生存能力にも、0-14mTで30分間の磁界ばく露による変化はなかった。

但し、7mTかそれ以上の強度で30または60分間ばく露したどちらの細胞株にも、DNA二本鎖切断が検出された(ガンマ-H2AX焦点形成及び/またはガンマ-H2AX発現、ならびにコメット解析で示された)。これらの細胞では、プログラムされた細胞死なしに(アポトーシスカスパーゼ-3の発現に変化がないこと、切断されたカスパーゼ-3、及びPARPで示された)、DNA損傷チェックポイント経路が活性化された(ホスフォ-ATM及びp-Chk2のタンパク質発現で示された)。

これらの細胞株の60Hz磁界ばく露は、細胞内での活性酸素種産出を生じなかった。このことは、観察されたDNA二本鎖切断活性酸素種によって直接生じたものではないことを示唆している。

DNA二本鎖切断は主に、30分間のばく露後に、磁界が最も強い培養プレートの中央部で生じた。但し、90分後には、エディ電流及びローレンツ力が強い外側の領域での二本鎖切断の量が急増した。

結論として、このデータは、2-14mTの60Hz磁界へのばく露は数十分間という短いばく露後であっても、ヒト非がん及びがん細胞のどちらにも潜在的な遺伝毒性を有する、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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