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

[チャイニーズ・ハムスターV-79細胞の紡錘体集合、有糸分裂細胞および生存度に対する2.45 GHzマイクロ波の非熱的影響] med./bio.

Non-thermal effects of 2.45GHz microwaves on spindle assembly, mitotic cells and viability of Chinese hamster V-79 cells

著者: Ballardin M, Tusa I, Fontana N, Monorchio A, Pelletti C, Rogovich A, Barale R, Scarpato R
掲載誌: Mutation Research - Fundamental and Molecular Mechanism of Mutagenesis 2011; 716: 1-9
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【目的と方法】非熱的な細胞損傷の可能性を調べるために、2.45 GHzマイクロ波（MW）ばく露によるV79チャイニーズハムスター細胞での有糸分裂紡錘体障害の発生およびアポトーシス経路の活性化について実験する。【結果】水分子共振周波数のMWのばく露は有糸分裂装置およびアポトーシスに変化を引き起こすことができることを示した。この変化は入射電力密度（5 および10 mW/cm2）の関数であり、細胞分裂速度の中程度の低下を伴っていた。未処置群に比べ、15分間のばく露後のV79細胞では異常な紡錘体およびアポトーシス細胞の割合は顕著に増加する一方、分裂指数は同様に減少した。さらに観察された影響がRFばく露それ自体によるものか、または熱作用によるものかを理解するために、MW照射中に記録された温度上昇を模擬した恒温漕でのV79細胞の処置も行った。有糸分裂紡錘体の正常な集合に対する温度の影響は41℃まで無視できたが、アポトーシスは媒質の温度が40℃に達すると（すなわち、MWばく露中に記録された最大値を上回ると）起きた。【結論】水分子共振周波数のMWの短期ばく露は、V70細胞に有糸分裂紡錘体（これは次にアポトーシス促進シグナルの役を果たす）の可逆性変化を起こすという仮説を提起する

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研究目的（著者による）

To analyse mitotic spindle apparatus alteration, mitotic index and apoptosis in V79 cells after 2.45 GHz microwave exposure.

詳細情報

The following groups were examined: 1.) exposure at 2.45 GHz to a power density of 5 mW/cm2, 2.) exposure at 2.45 GHz to a power density of 10 mW/cm2, 3.) sham exposure and 4.) incubation in a thermostatic bath mimicking the same temperature increase recorded during exposure (37°C, 38°C, 39°C, 40°C and 41°C).
Mitotic spindle apparatus alterations and the mitotic index were directly examined after the exposure period, while apoptosis was regarded 24 h after exposure. All the experiments were performed in triplicate.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 2.45 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 15 min
ばく露2: 2.45 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for 15 min

ばく露1

主たる特性
周波数 2.45 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 15 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • GTEMセル
ばく露装置の詳細 cells placed on 26 mm x 76 mm stove-sterilized glass microscope slides placed in 90 mm Petri dishes, Petri dishes placed inside the GTEM cell
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電界強度 4.36 V/m minimum 計算値 - on the glass slide
電界強度 14.4 V/m maximum 計算値 - on the glass slide
SAR 0.04 W/kg minimum 計算値 - -
SAR 0.51 W/kg maximum 計算値 - -
電力密度 5 mW/cm² - 計算値 - -

ばく露2

主たる特性
周波数 2.45 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 15 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電界強度 6.18 V/m minimum 計算値 - on the glass slide
電界強度 20.34 V/m maximum 計算値 - on the glass slide
SAR 0.09 W/kg minimum 計算値 - -
SAR 1.03 W/kg maximum 計算値 - -
電力密度 10 mW/cm² - 計算値 - -

Reference articles

  • Kuster N et al. (2000): [無線通信に関係した健康リスクに着目した生物実験のばく露装置の最低限必要な条件とガイドライン]

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）

In comparison to the control group, a significant increase in the number of cells with aberant mitotic spindle apparatus was detected in the exposure groups (5 and 10 mW/cm2, frequency of aberant mitotic spindle apparatus increased significantly with increasing power density), but not in the temperature control groups. The number of apoptotic cells was significantly increased in both exposure groups (frequency of apoptotic cells increased significantly with increasing power density), while the mitotic index decreased, as compared to the sham exposed groups and the temperature controls. The temperature effect on the correct assembly of mitotic spindle apparatus was negliable up to 41°C. Apoptosis was induced only when the medium temperature achieved 40°C, thus exceeding the maximum value registered during exposure (ca. 38°C at 5 W/cm2 and ca. 39°C at 10 W/cm2).
The authors hypothesize that short term microwave exposures at 2.45 GHz cause alterations of the mitotic spindle apparatus in V79 cells and this represents, in turn, a pro-apoptotic signal.

研究の種別:

研究助成

関連論文