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

[単層細胞培養におけるミリ波放射の影響　Ⅰ　新しいばく露システムのデザインと検証] med./bio.

Effects of millimeter-wave radiation on monolayer cell cultures. I. Design and validation of a novel exposure system

著者: Partlow LM, Bush LG, Stensaas LJ, Hill DW, Riazi A, Gandhi OP
掲載誌: Bioelectromagnetics 1981; 2 (2): 123-140
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この研究は、マイクロ波放射による熱的影響およびあるかも知れない非熱的影響の両方を評価する実験法を用いて、細胞への影響を調べた。マイクロ波透過性ポリスチレンカバーガラス上で増殖させたBHK-21 / C13細胞の単層培養物を導波管開放端の直上に置き、1時間のミリ波照射を行った。ミリ波の非熱的生物学的作用を探索する実験では、細胞の温度を0.1℃以上上昇させないために、細胞を覆う培養液を連続的に再循環させた。RNAへの3 H-ウリジン取り込み、およびタンパク質への3 H-メチオニン取り込みは、導波管開口面の直上の細胞単層のオートラジオグラフ（画像の連続的に隣り合う矩形領域が、開口長軸に沿って横たわる細胞単層の各部分に対応する）の光学密度測定によって定量した。電力密度はコサイン二乗の関係に従って、ゼロ値（開口端の各エッジ）から平均電力密度の2倍（中央点）まで変化したので、電力密度レベルに応じた高分子合成への影響が評価できた。その結果、培養液の再循環によって37.2℃に保たれた単層培養物では、RNAおよびタンパク質の合成におけるマイクロ波誘導性の変化は観察されなかった（41.8または74.0 GHz:それぞれの平均電力密度は、320または450mW / cm2）；ミリ波照射中および照射後の高分子合成の測定データから、ミリ波急性ばく露による一時的および持続的な非熱的生物学的効果はないことが示された；対照的に、少量の再循環させない培養液で培養した細胞培養物の照射では、1）単層細胞の顕著な加熱、2）入射電力増加による高分子合成の段階的減少、3）（場合により）導波管開口面中央の直上領域の細胞単層の破壊が生じた、と報告している。

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研究目的（著者による）

To establish a novel in vitro millimeter wave exposure system for monolayer cell cultures, which allows seeking for athermal biological effects under controlled temperature conditions.

詳細情報

As an indicator for possible biological effects the incorporation of radioactive labeled 3H-uridine and 3H-methionine into RNA and protein, respectively, was investigated by measuring of the optical densities of autoradiographes.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 65–75 GHz
ばく露時間: continuous
  • 電力密度: 450 mW/cm² average over time (under the surface of the petri dish)
ばく露2: 42–48 GHz
ばく露時間: continuous for 1 h
ばく露3: 37–42 GHz
ばく露時間: continuous for 1 h
  • 電力密度: 320 mW/cm² average over time (under the surface of the petri dish)

ばく露1

主たる特性
周波数 65–75 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • Klystron OKI model 70V11A, E-or U band + waveguide
ばく露装置の詳細 cells grown on microwave-transparent polystyrene coverslips, placed directly on the open end of the waveguide
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 450 mW/cm² average over time 測定値 - under the surface of the petri dish

ばく露2

主たる特性
周波数 42–48 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 1 h
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • Klystron OKI model 45V12, E-or U band + waveguide
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 180 mW - - - -

ばく露3

主たる特性
周波数 37–42 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 1 h
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • Klystron OKI model 40V12, E-or U band + waveguide
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 320 mW/cm² average over time 測定値 - under the surface of the petri dish

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:
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

Microwave-induced changes on RNA or protein synthesis did not occur when the temperature of cell cultures where set to 37°C by recirculation of the medium. In contrast, the cultures were affected (in such a way of marked heating, decline of macromolecular synthesis, and destruction of the monolayer) when recirculating and temperature control were shut down.

研究の種別:

研究助成

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