Es sollte der Einfluss einer Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern auf das Überleben von neu entstandenen Hippocampus-Zellen bei Mäusen untersucht werden.
In einer vorherigen Studie zeigten die Autoren, dass die Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern die Neurogenese im Hippocampus von adulten Mäusen stimuliert (Cuccurazzu et al., 2010). Um die frühere Studie fortzuführen, wurden 2 Experimente durchgeführt: ein in vivo- und ein in vitro-Experiment.
Für das in vivo-Experiment wurden 54 junge Mäuse in eine Expositions- und eine Schein-Expositions-Gruppe unterteilt. Verschiedene Untersuchungen wurden durchgeführt.
1.) Für die immunhistochemischen Analysen wurde 10 Mäusen jeder Gruppe 100 mg/kg Bromdesoxyuridin (BrdU) an 3 aufeinanderfolgenden Tagen injiziert. 9 Tage nach der letzten Injektion wurden die Mäuse an 6 Tagen exponiert oder schein-exponiert. Die eine Hälfte der Mäuse wurde 3 Tage nach der letzten Exposition/Schein-Exposition getötet, die andere Hälfte wurde 9 Tage nach 9 Tagen (jeweils n=5).
2.) Für die Western Blot-Analyse wurden die Tiere 3 Tage nach der letzten Exposition (n=4)/Schein-Exposition (n=4) getötet.
3.) Apoptose im Gyrus dentatus wurde 3 Tage nach der letzten Exposition (n=3)/Schein-Exposition (n=3) untersucht.
4.) Insgesamt 20 Mäuse (Exposition n=10, Schein-Exposition n=10) wurden für kognitive und Gedächtnis-Tests benutzt. Die Erkennung von neuen Objekten wurde an Tag 4, 5 und 6 nach der Exposition/Schein-Exposition untersucht, während das Morris-Wasserlabyrinth vom 9. bis zum 13. Tag nach der Exposition/Schein-Exposition durchgeführt wurde.
Für das in vitro-Experiment wurden neurale Stammzellen des Hippocampus in einem Inkubator kultiviert und exponiert oder schein-exponiert. Die Apoptose und die Proteinexpression des Mikrotubuli-assoziierten Proteins 2 (MAP2; am Aufbau der Mikrotubuli beteiligt, wichtiger Schritt in der Neurogenese) wurden mit und ohne dem pro-apoptotischen Beta-Amyloid-Protein untersucht.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
|
Exposition 1:
50 Hz
Expositionsdauer:
3,5 Stunden/Tag für 6 Tage
in vivo-Experiment
|
|
|
Exposition 2:
50 Hz
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 3 Tage
in vitro-Experiment
|
|
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | 3,5 Stunden/Tag für 6 Tage |
| Zusatzinfo | in vivo-Experiment |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | solenoid was positioned around a Plexiglas cylinder (diameter 20 cm, length 42 cm), in which the plastic cage (33 x 15 x 13 cm) was placed, 3 to 4 freely moving mice per cage |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
| Frequenz | 50 Hz |
|---|---|
| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 3 Tage |
| Zusatzinfo | in vitro-Experiment |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Aufbau | solenoid was positioned inside a CO2 incubator, surfaces of culture plates were parallel to the force lines of the magnetic field, temperature was (due to used incubator) 37.0°C or 37.4°C, maximum temperature increase in the cultures during exposure was 0.4 ± 0.1°C |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| magnetische Flussdichte | 1 mT | - | - | - | - |
In exponierten Mäusen war im Vergleich zur schein-exponierten Gruppe die Zellproliferation signifikant erhöht (erhöhte Anzahl an BrdU und Doublecortin-positiven Zellen). Die vermehrte Zellproliferation in der exponierten Gruppe war im Vergleich zur schein-exponierten Gruppe von einem erhöhten Reifungsgrad der Zellen (signifikant erhöhte Proteinexpression des neuralen Markers NeuN) und einer signifikant erniedrigten Apoptose-Rate begleitet. Auch in den Zellkulturen war nach der Exposition, verglichen mit der Schein-Exposition, das Zell-Überleben signifikant erhöht und die Apoptose-Rate signifikant erniedrigt. Sowohl in den exponierten Zellkulturen als auch im Hippocampus der exponierten Mäuse war im Vergleich zur jeweiligen Schein-Exposition die Proteinexpression des pro-apoptotischen Proteins Bax signifikant erniedrigt, während die Expression des anti-apoptotischen Proteins Bcl-2 signifikant erhöht war. In exponierten Zellkulturen, die mit Beta-Amyloid-Protein behandelt wurden, war die Proteinexpression des Mikrotubuli-assoziierten Protein 2 signifikant höher als in schein-exponierten Zellkulturen, die mit Beta-Amyloid-Protein behandelt wurden.
Die exponierten Mäuse zeigten signifikant bessere Gedächtnis-Leistungen und lernten schneller als die schein-exponierten Mäuse.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Exposition bei extrem niederfrequenten Magnetfeldern das Überleben von neu entstandenen Hippocampus-Zellen von Mäusen fördert.
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