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

[ラットでのPEMFによるBBB透過性変化後のマトリクスメタロプロテイナーゼおよび密着結合タンパク質の発現変化] med./bio.

Altered Expression of Matrix Metalloproteinases and Tight Junction Proteins in Rats following PEMF-Induced BBB Permeability Change

掲載誌: Biomed Environ Sci 2012; 25 (2): 197-202

この研究は、ラットを用いた実験で、パルス電界PEMFばく露血液脳関門BBB)透過性に与える変化を測定するとともに、BBB透過性が変化した脳微小血管系におけるオクルディン、ZO-1、MMP-2、およびMMP-9の発現を調べた。Sprague-DawleyラットをPEMFばく露群(影響評価実施の時間別に5つ)と擬似ばく露群に分けた(各n = 8)。PEMFは、立ち上がり時間3.5 ns、パルス幅14 ns、最大振幅200 kV、パルス繰り返し周波数1Hzで、ばく露時間は200秒間とした。ばく露終了の0.5、1、3、6、および12時間後に, BBB透過性をEvans-Blue血管外漏出により測定した。また、オクルディン、ZO-1、MMP-2、およびMMP-9の発現をリアルタイム定量的逆転写PCRおよびウエスタンブロッティングにより検出した。MMP-2およびMMP-9の活性は、EnzChekゼラチナーゼアッセイより検出した。その結果、擬似ばく露群に比べ、PEMFばく露群では、EBに対するBBBの透過性増加が見られた;透過性はばく露後もしばらくは続いたが、6時間でベースラインに戻った;PEMFばく露後に、オクルディンおよびZO-1の遺伝子タンパク質発現は有意に低下、MMP-2とMMP-9の発現は有意に上昇した;これらの発現変化は、ばく露の12時間後に回復した;これらの知見から、PEMFばく露後のBBB透過性変化は、密着結合タンパク質およびマトリックスメタロプロテイナーゼ発現の変化に関連することが示唆された、と報告している。

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研究目的(著者による)

To investigate protein expression alterations after inducing a change in the blood brain barrier permeability through pulsed electromagnetic fields (PEMF) in rats.

詳細情報

Protein expression and corresponding gene expression of occludin, ZO-1 and two metalloproteinases as well as the enzyme activity of the metalloproteinases were examined. Occludin is a transmembrane protein that restricts the permeability at the tight junctions. ZO-1 links transmembrane proteins to the actin cytoskeleton. A disruption of these combinations as well as an increased enzyme activity of metalloproteinases are associated with an increased permeability of the blood brain barrier.
Rats were sham exposed or exposed and analyzed 0.5, 1, 3, 6 or 12 hours post exposure (n=8 per group).

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1:
  • unspecified
ばく露時間: 200 seconds

ばく露1

主たる特性
周波数
  • unspecified
波形
  • pulsed
ばく露時間 200 seconds
Additional information 3.5 ns rising time, 14 ns pulse width, amplitude up to 200 kV, 1 Hz repetition rate
ばく露装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電界強度 200 kV/m - - - -

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)

The permeability of the blood brain barrier was significantly increased 0.5, 1 and 3 hours after exposure when compared to the sham exposed group. After exposure, protein expression and gene expression of occludin and ZO-1 were significantly decreased compared to the control group, while the expression of the metalloproteinases was significantly increased. Additionally, the enzyme activity of the metalloproteinases was significantly increased compared to the sham exposed group.
12 hours after the exposure, the values recovered and no changes in the permeability, protein expression, gene expression and enzyme activity were observed in comparison to the sham exposed group.
The authors conclude that PEMF exposure could transiently alter the permeabilty of the blood brain barrier and that this effect was related to modified expression levels of occludin, ZO-1 and metalloproteinases.

研究の種別:

研究助成

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