Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Differential Pro-Inflammatory Responses of Astrocytes and Microglia Involve STAT3 Activation in Response to 1800 MHz Radiofrequency Fields med./bio.

[Differenzielle pro-inflammatorische Reaktion von Astrozyten und Mikroglia bringen die STAT3-Aktivierung als Reaktion auf hochfrequente 1800 MHz-Felder mit sich]

Von: Lu Y, He M, Zhang Y, Xu S, Zhang L, He Y, Chen C, Liu C, Pi H, Yu Z, Zhou Z

Veröffentlicht in: PLoS One 2014; 9 (9): e108318

Es sollten die durch hochfrequente Felder hervorgerufenen proinflammatorischen Reaktionen von Mikroglia und Astrozyten sowie die dazugehörigen molekularen Mechanismen untersucht werden.

STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3) vermittelt die Signaltransduktion von der extrazellulären Umwelt zum Nukleus. Um die mögliche Rolle von STAT3 bei der Reaktion auf hochfrequente Felder zu untersuchen, wurde teilweise der STAT3-Inhibitor "Stattic" 24 Stunden vor der Hochfrequenz-Exposition zum Kulturmedium hinzugegeben.
Es wurden Positivkontrollen durchgeführt, indem die Zellen mit Lipopolysacchariden (1 µg/ml) behandelt wurden.

Exposition	Parameter
Exposition 1: 1.800 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: intermittierend für 1, 3, 6, 12 oder 24 Stunden (5 Minuten an und 10 Minuten aus)	SAR: 2 W/kg Mittelwert

Frequenz	1.800 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Signalform	gepulst
Expositionsdauer	intermittierend für 1, 3, 6, 12 oder 24 Stunden (5 Minuten an und 10 Minuten aus)

Expositionsquelle	Wellenleiter
Kammer	cells were cultured in 35 mm plastic Petri dishes
Aufbau	system consisted of two resonating waveguides; in each waveguide chamber, a Petri dish holder for six dishes ensured that each dish was positioned accurately in the H-field maximum of the standing wave; two ventilation holes were located on the waveguide, a ventilator fan was fixed to one hole to cool the culture medium; waveguides were placed in an incubator to ensure constant environmental conditions (37 ± 0.2°C, 5% CO₂, 95% air atmosphere)
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo	temperature rise due to radiofrequency field was less than 0.05°C

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2 W/kg	Mittelwert	berechnet und gemessen	-	-

Schuderer J et al. (2004): High Peak SAR Exposure Unit With Tight Exposure and Environmental Control for In Vitro Experiments at 1800 MHz

Exponiertes System:

Untersuchtes System:

Untersuchungszeitpunkt:

Die Exposition bei hochfrequenten Feldern rief eine Aktivierung beider Zell-Typen hervor: In Mikroglia war die Proteinexpression von CD11b im Vergleich zur Schein-Exposition nach einer 12- und 24-stündigen Exposition signifikant erhöht. In den Astrozyten war die Proteinexpression des sauren Gliafaserproteins nach 24 h Exposition im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht, was durch die Immunhistochemie und den Western Blot gezeigt wurde.
Sowohl die exponierten Mikroglia als auch die exponierten Astrozyten zeigten proinflammatorische Reaktionen im Vergleich zur Schein-Exposition: Allerdings unterschieden sich die Expressions- und Ausschüttungs-Profile von Interleukin-1alpha, dem Tumornekrosefaktor-alpha, Interleukin-6, Prostaglandin E2, Stickstoffmonoxid, induzierbarer Stickstoffmonoxid-Synthase und Cyclooxygenase-2 bei den beiden Zell-Typen. Die Expression von STAT3 wurde nur in Mikroglia aktiviert. Somit führte eine Zugabe des STAT3-Inhibitors "Stattic" bei Mikroglia zu einer Abschwächung der Expositions-bedingten Wirkungen, jedoch nicht bei Astrozyten.
Die Autoren schlussfolgern, dass die Exposition bei hochfrequenten Feldern eine unterschiedliche proinflammatorische Reaktion bei Mikroglia und Astrozyten hervorruft, die über eine unterschiedliche Aktivierung von STAT3 in den jeweiligen Zell-Typen vermittelt sein könnte.

Studienmerkmale:

Bouji M et al. (2012): Effects of 900 MHz radiofrequency on corticosterone, emotional memory and neuroinflammation in middle-aged rats
Megha K et al. (2012): Microwave radiation induced oxidative stress, cognitive impairment and inflammation in brain of Fischer rats
Hirose H et al. (2010): 1950 MHz IMT-2000 field does not activate microglial cells in vitro
Hao Y et al. (2010): STAT3 signalling pathway is involved in the activation of microglia induced by 2.45 GHz electromagnetic fields
Finnie JW et al. (2010): Microglial activation as a measure of stress in mouse brains exposed acutely (60 minutes) and long-term (2 years) to mobile telephone radiofrequency fields
Yang X et al. (2010): The role of the JAK2-STAT3 pathway in pro-inflammatory responses of EMF-stimulated N9 microglial cells
Chauhan V et al. (2007): Evaluating the biological effects of intermittent 1.9 GHz pulse-modulated radiofrequency fields in a series of human-derived cell lines
Thorlin T et al. (2006): Exposure of cultured astroglial and microglial brain cells to 900 MHz microwave radiation