PARP-1在900MHz微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞适应性应用中的作用研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaotian521
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目的:以原代小鼠骨髓基质细胞为研究对象,建立900MHz微波辐射诱导适应性反应的细胞模型,研究微波辐射与 PARP-1活化、适应性反应之间的相关性,探讨 PARP-1在900MHz微波辐射诱导DNA损伤修复机制中的作用。  方法:  1.建立900MHz微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞适应性反应模型  将小鼠骨髓基质细胞随机分为以下6组:对照组、假暴露组(置于微波照射装置中,不给予微波照射,3h/d,连续5d)、微波照射组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d)、γ射线组(1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)、微波复合组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,微波辐照结束后3小时一次性给予1.5 Gyγ射线照射)、假暴露复合组(假照射结束后3小时一次性给予1.5 Gyγ射线照射)。各组照射结束后立即收集细胞进行碱性单细胞凝胶电泳试验,以彗星的尾长(tail length,TL)和尾矩(tail moment,TM)来判断DNA的损伤情况。  2.900MHz微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞PARP-1的表达变化  将小鼠骨髓基质细胞随机分为3组:假暴露组(置于微波照射装置中,不给予微波照射,3h/d,连续5d)、微波照射组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d)、γ射线组(1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)。各组于照射结束后的0,0.5,1,2,4,6,8和10小时收集细胞,分别采用RT-PCR和Western Blot检测PARP-1 mRNA及蛋白水平的表达情况。  3. PARP-1在微波拮抗γ射线致小鼠骨髓基质细胞DNA损伤中的作用  将小鼠骨髓基质细胞随机分为以下6组:对照组、微波照射组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d)、γ射线组(1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)、微波复合组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,微波辐照结束后3小时一次性给予1.5 Gyγ射线照射)、微波+3-AB组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,在微波照射的第五天,2mM3-AB预处理细胞1小时后给予微波照射)、微波+3-AB+γ组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,在微波照射的第五天,2mM3-AB预处理细胞1小时后给予微波照射,微波辐照结束后3小时一次性给予1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)。照射结束后,采用碱性单细胞凝胶电泳试验观察各组细胞DNA损伤情况,RT-PCR检测各组PARP-1 mRNA的变化情况,Western Blot检测各组蛋白的表达情况。  4. PARP-1在900MHz微波辐射诱导细胞DNA损伤修复能力增强中的作用  制备原代小鼠骨髓基质细胞,随机分为以下各组:对照组、假暴露组(置于微波照射装置中,不给予微波照射,3h/d,连续5d)、微波照射组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d)、微波+3-AB组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,在微波照射的第五天,2mM3-AB预处理细胞1小时后给予微波照射)、γ射线组(1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)、假暴露复合组(假照射结束3小时后一次性给予1.5 Gyγ射线照射)、微波复合组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,微波辐照结束后3小时一次性给予1.5 Gyγ射线照射)、微波+3-AB+γ组(120μW/cm2,900MHz微波照射,3h/d,连续5d,在微波照射的第五天,2mM3-AB预处理细胞1小时后给予微波照射,微波辐照结束后3小时一次性给予1.5 Gy60Co-γ射线照射,剂量率0.5 Gy/min)。在照射结束后的0min,30min,60min,90min和120min进行碱性单细胞凝胶电泳试验观察各组细胞DNA损伤情况,同时分别使用RT-PCR技术和Wesrern Blot检测各时间点PARP-1 mRNA水平及蛋白表达情况。  结果:  1.建立900MHz微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞适应性反应模型  (1)与对照组相比,假暴露组的细胞彗星TL和TM均无明显变化(p>0.05);与单纯γ射线组相比,假暴露复合组细胞彗星TL和TM均无明显变化(p>0.05),说明微波假暴露对DNA损伤无明显影响。(2)与对照组相比,微波照射组细胞彗星 TL和 TM均无明显变化(p>0.05),而γ射线组细胞 TL和 TM明显升高(p<0.0001),说明微波辐射不会引起明显的DNA损伤,而γ射线暴露可导致明显的DNA损伤。(3)与单纯γ射线组相比,微波复合组细胞彗星TL和TM明显降低,差异具有统计学意义(p<0.0001),说明低剂量微波辐射能够拮抗γ射线暴露导致的DNA损伤,诱导小鼠骨髓基质细胞产生适应性反应。  2.900MHz微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞PARP-1的表达变化  与假暴露组相比,在0,0.5,1,2,4,6,8和10h各时间点,微波照射组中PARP-1 mRNA和蛋白水平均明显升高,差异具有统计学意义(p<0.05);随着照射后时间的延长,微波照射组中PARP-1 mRNA和蛋白水平水平呈缓慢下降趋势,但在照后10h时仍显著高于假暴露组(p<0.05)。与假暴露组相比,γ射线组的PARP-1 mRNA水平在仅在照射后的0,0.5,1,2和4小时表达升高(p<0.05),蛋白水平在照射后的0,0.5和1小时升高,其他时间点均无统计学意义。表明,120μW/cm2,900MHz微波照射能够诱导小鼠骨髓基质细胞PARP-1 mRNA及蛋白水平在一段时间内表达上调。  3. PARP-1在微波拮抗γ射线致小鼠骨髓基质细胞DNA损伤中的作用  (1)与对照组相比,微波照射组PARP-1 mRNA和蛋白水平明显升高(p<0.001);加入3-AB预处理后,微波诱导的PARP-1 mRNA和蛋白表达上调程度减小(p<0.01)。(2)与对照组相比,微波照射组、微波+3-AB组的彗星TL、TM均无显著差异(p>0.05),γ射线组彗星的TL、TM明显增大(p<0.0001),说明微波辐照以及PARP-1抑制剂3-AB本身对DNA损伤无明显影响,而γ射线暴露可引起明显的遗传物质损伤。(3)与单独γ射线组相比,微波复合组预先给予微波照射可明显减轻随后γ射线造成的DNA损伤(p<0.001),微波+3-AB+γ组加入3-AB预处理后,由于3-AB的拮抗作用,微波诱导的PARP-1表达上调程度降低,同时微波对γ射线造成的DNA损伤的拮抗程度也随之下降,其彗星TL、TM较微波复合组明显增大(p<0.001)。  4. PARP-1在900MHz微波辐射诱导细胞DNA损伤修复能力增强中的作用  (1)在0~120min,各时点单纯γ射线组彗星TL、TM及PARP-1水平与相应时点假暴露复合组相比均无明显变化(p>0.05),说明微波假暴露对 PARP-1表达和DNA损伤修复进程均没有明显影响;(2)与对照组相比,发现γ射线组、假暴露复合组、微波复合组和微波+3-AB+γ组的彗星TL及TM均显著升高,但与单纯γ组相比,微波复合组各时间点PARP-1 mRNA及蛋白水平均明显升高(p<0.0001),同时DNA损伤修复速度加快(p<0.0001);而在微波照射时给予3-AB抑制剂预处理,发现微波+3-AB组各时间点PARP-1 mRNA及蛋白水平上调水平明显降低(p<0.0001),随后暴露于γ射线后发现,微波+3-AB+γ组较微波复合组DNA损伤修复速度明显减慢(p<0.0001),说明PARP-1在DNA的损伤修复中起作用。  结论:  1.预先给予120μW/cm2,900MHz微波辐射能够减轻γ射线致小鼠骨髓基质细胞的DNA损伤,诱导细胞产生适应性反应。  2.120μW/cm2,900MHz微波辐射能够诱导小鼠骨髓基质细胞PARP-1的表达,提高DNA损伤修复能力,加快DNA损伤修复速度,这可能是低剂量微波辐射诱导适应性反应的机制之一。
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