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目的:以小鼠骨髓基质细胞为研究对象,研究低剂量微波辐射通过诱导细胞产生ROS激活ATM进而活化NF-κB的相关机制。方法:1.ROS在低剂量微波辐射诱导ATM和NF-κB活化中的介导作用。采用本实验室建立的方法分离小鼠骨髓基质细胞,传代培养后随机分为对照组(不给予任何处理)、微波组(120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、假暴露组(细胞置于微波辐照装置但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、γ组(2.0 Gyγ射线照射)、褪黑素组(500n M褪黑素处理细胞)、褪黑素+微波组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、褪黑素+假暴露组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后将细胞置于微波辐照装置中,但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、褪黑素+γ组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予2.0 Gyγ射线照射)。照射结束后30分钟、2小时和24小时收集细胞,采用流式细胞术检测细胞ROS水平,RT-PCR检测ATM m RNA表达水平,Western Blot检测胞浆和胞核内NF-κB蛋白表达水平。2.ATM在低剂量微波辐射通过ROS活化NF-κB中的作用。小鼠骨髓基质细胞传代培养后随机分为对照组(不给予任何处理)、微波组(120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、假暴露组(细胞置于微波辐照装置但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、γ组(2.0 Gyγ射线照射)、KU55933组(10μM KU55933处理细胞)、KU55933+微波组(10μM KU55933处理细胞,1小时后给予120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、KU55933+假暴露组(10μM KU55933处理细胞,1小时后将细胞置于微波辐照装置中,但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、KU55933+γ组(10μM KU55933处理细胞,1小时后给予2.0 Gyγ射线照射)。照射结束后30分钟、2小时和24小时收集细胞,采用RT-PCR检测ATM m RNA表达水平,Western Blot检测胞浆和胞核内NF-κB蛋白表达水平。3.低剂量微波辐射通过激活NF-κB诱导细胞凋亡和改变细胞周期。小鼠骨髓基质细胞传代培养后随机分为对照组(不给予任何处理)、微波组(120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、假暴露组(细胞置于微波辐照装置但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、γ组(2.0 Gyγ射线照射)、BAY 11-7082组(10μM BAY 11-7082处理细胞)、BAY 11-7082+微波组(10μM BAY11-7082处理细胞,1.5小时后给予120μW/cm2 900MHz微波照射,4小时/天,连续5天)、BAY 11-7082+假暴露组(10μM BAY 11-7082处理细胞,1.5小时后将细胞置于微波辐照装置中,但不给予微波照射,4小时/天,连续5天)、BAY 11-7082+γ组(10μM BAY 11-7082处理细胞,1.5小时后给予2.0 Gyγ射线照射)。照射结束后30分钟、2小时和24小时收集细胞,采用Western Blot检测胞浆和胞核内NF-κB蛋白表达水平、细胞内凋亡和周期相关蛋白表达水平。结果:1.(1)与对照组相比,微波组细胞在微波照射后30分钟和2小时,细胞内ROS水平显著升高(P<0.05),24小时后恢复至对照组水平(P>0.05);与单独微波组相比,褪黑素+微波组细胞在褪黑素和微波处理后30分钟和2小时,细胞内ROS水平明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。实验结果说明低剂量微波辐射能够诱导细胞内ROS产生,而褪黑素能够有效清除ROS。(2)与对照组相比,微波组细胞在微波处理后30分钟和2小时,细胞内ATM m RNA水平明显升高(P<0.05),24小时后恢复至对照组水平(P>0.05);与单独微波组相比,褪黑素+微波组细胞在褪黑素和微波处理后30分钟和2小时,细胞内ATM m RNA水平显著降低(P<0.05)。结果说明低剂量微波辐射通过诱导ROS产生进而活化ATM。(3)与对照组相比,微波处理后30分钟和2小时,细胞胞浆内NF-κB蛋白表达降低,胞核内NF-κB蛋白表达升高,差异有统计学意义(P<0.05),24小时后细胞内NF-κB蛋白表达恢复至对照组水平(P>0.05);与单独微波组相比,褪黑素+微波组细胞在褪黑素和微波处理后30分钟和2小时,细胞内NF-κB蛋白表达在胞浆内升高而在胞核内降低,差异有统计学意义(P<0.05)。实验结果说明低剂量微波辐射通过诱导ROS产生进而活化NF-κB。2.(1)与对照组相比,微波组细胞在微波处理后30分钟和2小时,细胞内ATM m RNA表达明显增加(P<0.05),24小时后恢复至对照组水平(P>0.05);与单独微波组相比,KU55933+微波组细胞在KU55933和微波处理后30分钟和2小时,细胞内ATM m RNA表达明显降低(P<0.05)。结果说明KU55933有效抑制了微波引起的ATM活化。(2)与对照组相比,微波组细胞在微波处理后30分钟和2小时,细胞胞浆内NF-κB蛋白表达降低,胞核内NF-κB蛋白表达升高,差异有统计学意义(P<0.05),24小时后细胞NF-κB蛋白表达恢复至对照组水平(P>0.05);与单独微波组相比,KU55933+微波组细胞在KU55933和微波处理后30分钟和2小时,细胞内NF-κB蛋白在胞浆内表达升高而在胞核内表达降低,差异显著(P<0.05)。结果说明ATM可能在低剂量微波辐射通过ROS诱导NF-κB活化过程中起重要作用。3.(1)与对照组相比,微波组细胞在微波处理后30分钟和2小时,细胞胞浆内NF-κB蛋白表达降低,胞核内NF-κB蛋白表达升高,具有统计学差异(P<0.05);24小时后NF-κB蛋白表达恢复至对照组水平(P>0.05)。与单独微波组相比,BAY 11-7082+微波组细胞在BAY 11-7082和微波处理后30分钟和2小时,胞浆内NF-κB蛋白表达水平升高,胞核内NF-κB蛋白表达水平降低,差异具有显著性(P<0.05)。结果说明BAY 11-7082有效抑制了微波照射引起的NF-κB活化。(2)与对照组细胞相比,微波组细胞在微波照射后30分钟和2小时,细胞内Bax,Bcl-2,Cycling B1和Cycling D1蛋白表达均无明显变化,24小时后Bax、Cyclin D1蛋白表达明显升高(P<0.05),Bcl-2、Cyclin B1蛋白表达明显降低,(P<0.05),说明微波照射可以通过上调Bax、下调Bcl-2诱导细胞凋亡,通过上调Cyclin D1,下调Cyclin B1阻滞细胞周期,抑制细胞生长;与单独微波组相比,BAY 11-7082+微波组细胞在BAY 11-7082和微波处理后24小时,细胞内Bax,Cycling D1蛋白表达降低,Bcl-2,Cycling B1蛋白表达升高,差异具有统计学意义(P<0.05),说明低剂量微波辐射对细胞凋亡和细胞周期的调控是通过激活NF-κB实现的。结论:1.低剂量微波辐射通过诱导小鼠骨髓基质细胞产生ROS激活ATM进而活化NF-κB。2.低剂量微波辐射通过激活NF-κB诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期。