この研究は、マウス胚性幹(ES)細胞由来のネスチン陽性神経前駆細胞を用いて、50 Hz電力線磁界をシミュレートした超低周波EMF(ELF-EMF)および1.71 GHzのGSM信号をシミュレートした無線周波EMF(RF- EMF)それぞれの影響を調べた。EMFばく露後の影響評価項目は以下の通り:細胞周期調節、アポトーシス関連、神経特異的な遺伝子およびタンパク質の転写レベル(定量的RT-PCR分析による);増殖の変化;アポトーシス;細胞遺伝学的影響。その結果、ELF-EMFばく露は、アポトーシス関連遺伝子bcl-2、baxおよび細胞周期調節性“増殖停止DNA損傷誘導性(GADD45)”遺伝子の転写産物レベルに有意な影響を与えたが、神経特異的遺伝子は影響を受けなかった;RF-EMFばく露は、神経特異的Nurr1の発現減少させ、baxおよびGADD45 mRNAレベルの上昇させた;RF-EMFの短時間ばく露(6時間)では、DNA二本鎖切断がわずかに一時的に増加したが、48時間ばく露ではそのような影響は見られなかった;ミトコンドリア機能、核アポトーシス、細胞増殖、および染色体異常への影響は、ELF-およびRF-EMFのどちらでも観察されなかった;これらの知見は、アポトーシスと細胞周期制御に関連する遺伝子の転写レベルに一時的な影響を示したが、これらの応答は、細胞生理学の検出可能な変化とは関連しておらず、翻訳および翻訳後レベルでの代償機構が示唆される、と報告している。
マウス胚性幹細胞(ES)に対する、無線周波(1.71GHz)及び超低周波(50Hz)電磁界の異なる影響(例:異なる転写レベル、遺伝毒性、増殖、アポトーシス、細胞毒性、ミトコンドリア機能)を調べること。
周波数 | 1.71 GHz |
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タイプ |
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特性 |
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ばく露時間 | intermittent, 5 min on/30 min off, for 6 h and 48 h |
Additional information | Uplink band of GSM 1800 system |
Modulation type | pulsed |
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Pulse width | 0.576 ms |
Duty cycle | 12.5 % |
Repetition frequency | 217 Hz |
Pulse type | rectangular |
ばく露の発生源/構造 |
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チャンバの詳細 | Two R14 waveguide chambers containing field and temperature sensors were placed in a humidified incubator (5% CO2, 37°C). Sensor-monitored fans enforced airflow through the waveguide chamber and kept the temperature difference between sham and EMF exposed cultures below 0.2°C. |
ばく露装置の詳細 | The RF signal was directed via computer-controlled RF switch to one of the waveguide chambers (blinded). Petri dishes (60 mm diameter) were positioned in the H-field maximum of a standing wave and exposed in E-polarization. |
Sham exposure | A sham exposure was conducted. |
Additional information | EMF exposure was performed under defined conditions with respect to field strengths, polarization, modulation, and temperature [Kuster et al., 2000]. |
測定量 | 値 | 種別 | Method | Mass | 備考 |
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SAR | 1.5 W/kg | average over time | 測定値および計算値 | - | - |
周波数 | 50 Hz–1.25 kHz |
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タイプ |
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波形 |
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ばく露時間 | intermittent, 5 min on/30 min off, for 6 h and 48 h |
Additional information | Power line signal consisting of a dominant 50 Hz sinusoidal and harmonics up to 1250 Hz. The amplitude distribution of the harmonics was derived from the maximum accepted distortions for power systems by the IEC. |
ばく露の発生源/構造 |
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チャンバの詳細 | Two magnetically shielded four-coil systems [Schuderer et al., 2004] were placed in an incubator. Accurate Pt 100 probes monitoring the airflow temperature and two fans per exposure chamber ensured that the temperature difference between field and sham chambers was kept below 0.2°C. |
ばく露装置の詳細 | The currents in the bifilar coils were randomly switched parallel for field exposure or non-parallel for sham exposure by computer (blinded). The coil current and consequently the magnetic field was quasi-continuously (30 s intervals) recorded and regulated using resistors providing very low temperature sensitivity. |
Sham exposure | A sham exposure was conducted. |
Additional information | The estimated acceleration load due to B-field-induced coil vibrations was <1 m/s² (0.1 g) for the exposed Petri dishes. This acceleration is a factor of 20 above the minimal background level for sham Petri dishes. |
測定量 | 値 | 種別 | Method | Mass | 備考 |
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磁束密度 | 2 mT | unspecified | 指定なし | - | - |
データは、超低周波電磁界はアポトーシス関連遺伝子(bcl2、bax)及び細胞周期調節遺伝子GADD45の転写レベルに影響を及ぼしたが、神経特異的遺伝子のmRNAレベルは影響されなかったことを示している。神経前駆細胞の無線周波電磁界ばく露は、神経特異的Nurr1の下方制御、ならびにbax及びGADD45 mRNAレベル上方制御を生じた。
48時間ではなく6時間の短期的な無線周波電磁界ばく露は、低いレベルの一過性のDNA二本鎖切断の増加を生じた。ミトコンドリア機能、核アポトーシス、細胞増殖、染色体異常に対する、超低周波及び無線周波電磁界の影響は認められなかった。
データは、電磁界は幹細胞由来の神経前駆細胞における転写レベル(アポトーシス及び細胞周期調節に関連)に変化を生じることができるが、これらは細胞の生理学的機能には影響しないかも知れないことを示している。
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