In dieser in vitro-Studie sollten die Wirkungen einer elektromagnetischen Befeldung im Hinblick auf DNA-Schäden in Form von gamma-H2AX-Foki-Bildung bei Präimplantations-Maus-Embryonen untersucht werden.
Phosphorylierte Histon-H2AX (gamma-H2AX)-Foki-Bildung gilt als sensitiver Indikator für DNA-Schäden, speziell für Doppelstrangbrüche. Eingehendere Untersuchungen zielten darauf ab, die Beeinflussbarkeit von gamma-H2AX-Foki-Bildung durch Wortmannin (einem Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K)-Familie-Inhibitor), Rad50 (ein DNA-Reparatur-Faktor) und durch ein Stör-Magnetfeld zu untersuchen.
Die Mäuse-Embryonen wurden in zwei Gruppen untersucht: 2-Zell- (n=40) und 8-Zell- (n=30) Embryonen. In jedem Experiment wurden 80 Embryonen in der 2-Zell-Gruppe oder 60 Embryonen in der 8-Zell-Gruppe verwendet. Alle Experimente wurden mindestens drei Mal wiederholt.
Mit Methylnitronitrosoguanidin (MNNG) behandelte Embryonen waren die Positivkontrollen.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
24 Stunden
|
|
|
Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
48 Stunden
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The experiments were conducted in 9 treatment groups with 4 dishes in each group: 1) sham exposure, 2) 0.3 mT EMF for 24 h, 3) 0.3 mT EMF for 48 h, 4) 0.5 mT EMF for 24 h, 5) 0.5 mT EMF for 48 h, 6) pretreated with 200 µM wortmannin for 30 min and 0.5 mT EMF for 24 h; 7) 0.5 mT EMF for 24 h and no exposure for another 24 h; 8) 0.5 mT noise MF alone for 24 h, 9) 0.5 mT EMF and 0.5 mT noise MF for 24 h.
In each experiment, 80 embryos in 2-cell group or 60 embryos in 8-cell group were used.
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
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| Expositionsdauer | 24 Stunden |
| Expositionsquelle |
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|---|---|
| Aufbau | The coil system generated highly uniform magnetic fields in the center of a 10 X 10 X 10 cm cube where well plates containing 30 embryos (8-cell embryos groups) or 40 embryos (2-cell embryos groups) were located. The plates were placed coaxially with the centerline in the central area of the coils, and the EMF was perpendicular to the plates. The sham exposure system was the same as exposure system but without current or signal input. |
| Zusatzinfo | To generate a noise MF, the above system was double-wrapped with two lines of copper wire. One of the double wires was provided with a 30-90 Hz white noise signal while the other one was excited in the same way as in the experiment with MF alone to get a combined MF and noise exposure. For positive control, embryos were treated with MNNG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine). |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,3 mT | Effektivwert | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 0,5 mT | Effektivwert | gemessen | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Signalform |
|
| Expositionsdauer | 48 Stunden |
| Expositionsquelle |
|
|---|
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 0,3 mT | Effektivwert | gemessen | - | - |
| magnetische Flussdichte | 0,5 mT | Effektivwert | gemessen | - | - |
Die Werte zeigten bei den exponierten Präimplantations-Mäuse-Embryonen einen vom Magnetfeld abhängigen Abfall der Teilungsraten. Die gamma-H2AX-Foki-Bildung war bei den exponierten Embryonen signifikant erhöht. Die induzierende Wirkung der Magnetfeld-Exposition auf die Foki-Bildung wurde durch Wortmannin und das Stör-Magnetfeld gehemmt. Außerdem zeigten die Daten auch, dass durch die Bereitstellung des Reparatur-Faktors Rad50 elektromagnetische Felder den DNA-Reparatur-Mechanismus aktivieren konnten.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass elektromagnetische Felder DNA-Schaden bei in vitro-Präimplantations-Embryonen verursachen könnten und dass die nachteiligen Wirkungen der elektromagnetischen Felder auf die Entwicklung des Embryos wenigstens teilweise durch den DNA-Schaden zustande kommen.
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