射频电磁场和低剂量化学毒物复合暴露致MEF细胞遗传毒性及机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81773382
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    45.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3001.环境卫生
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Public concerns have been raised on the potential health hazard of exposure to increasing environmental radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF), which are mainly emitted from mobile phones, base stations, Wi-fi, etc. However, the possibility of biological and health effects of exposure to RF-EMF remains controversial and their biophysical mechanisms are largely unknown. Therefore, it is critical to elucidate the mechanism of cellular response to RF-EMF exposure. To address the debate on whether RF-EMFs are genotoxic, we compared the effects of RF-EMF exposure on genomic DNA in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) with proficient (Atm+/+) or deficient (Atm−/−) Atm. Interestingly, RF-EMF exposure induced changeable DNA damage response and the Atm deficiency increase the sensitivity of MEF cells to RF-EMF exposure, however, these DNA damage responses did not result in abnormal cellular behaviors. Similar phenomena was found when the cells were treated by low-dose chemical toxicants (e.g., H2O2 and 4NQO). Importantly, the cell viability was significantly inhibited when the Atm+/+ MEF cells were co-exposed to low-dose H2O2 and 4NQO, suggesting exposure either low-dose chemical toxicant may enhance the sensitivity of the cells to the other one. We also found the co-exposure of RF-EMF and low-dose H2O2 inhibited cell viability of Atm+/+ MEF cells. These finding drive us to further explore the mechanisms on co-exposure to RF-EMF and low-dose chemical toxicants on DNA damage. In this project, we will 1) confirm the DNA damage effect on MEF cells by co-exposure to RF-EMF and different chemical toxicant (e.g., H2O2, 4NQO Cd2+, Cr6+). and determine the threshold of RF-EMF under different co-exposure conditions; 2) compare the cellular response to aforementioned co-exposure in the MEF cell lines lacking different gene related to DNA damage repair (Atm, p53, Xrcc1) and determine sensitive DNA damage repair pathways to RF-EMF under the co-exposure; 3) investigate the specific role of interaction between RF-EMF and low-dose chemical toxicants in aggravation of DNA damage, and how does RF-EMF and each low-dose chemical toxicant contribute to the event and what are the targets (anti-oxidants or DNA damage repair factors); 4) examine if RF-EMF exposure in vitro affect the physical characteristics of the anti-oxidants or DNA damage repair factors, and if co-exposure to RF-EMF and low-dose chemical toxicant enhance voluntary of the anti-oxidants or DNA damage repair factors. We expect this study to determine the DNA damage repair pathway responding to co-exposure by RF-EMF and low-dose chemical toxicants, and to uncover the roles of key anti-oxidants or DNA damage repair factors that are sensitive to the co-exposure. Our study will shed on the biophysical mechanisms of RF-EMF acting on organism, and provide both experimental evidence and theory supports for future health risk assessment of environmental RF-EMF exposure.
移动电话辐射等暴露的可能健康危害备受争议,其关键是低强度射频电磁场作用引发生物学效应的作用机理不清楚。我们的前期研究发现射频电磁场和低剂量化学毒物诱导小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)DNA损伤及修复的动态变化,但均未能造成细胞损伤;射频电磁场和低剂量化学毒物复合暴露导致细胞损伤。为深入研究其生物学机制,本项目以野生型和DNA损伤修复基因(Atm,p53,Xrcc1)缺陷型MEF细胞为模型,以代表性环境化学毒物(H2O2、4NQO、 Cd2+、Cr6+)和射频电磁场复合暴露为研究对象,分析复合暴露条件下射频电磁场暴露的阈值,探索阐明细胞感受特定复合暴露后产生的DNA损伤及修复机制,提出复合暴露加剧DNA损伤的生物物理学基础。项目研究预期明确射频电磁场与低剂量化学毒物交互作用致细胞损伤的分子基础,研究成果有助于探索阐明射频电磁场作用的生物物理机制,为环境电磁场健康风险评估提供实验证据和理论。

结项摘要

移动电话射频辐射等暴露的可能健康危害备受争议,其关键是低强度射频电磁场作用引发生物学效应的作用机理不清楚。我们的前期研究发现射频电磁场和低剂量化学毒物诱导小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)DNA损伤及修复的动态变化,但均未能造成细胞损伤;射频电磁场和低剂量化学毒物复合暴露导致细胞损伤。为深入研究其生物学机制,本项目在课题组前期研究的基础上以野生型MEF细胞和Atm抑制剂KU55933处理构建的DNA损伤修复基因缺陷型MEF细胞为研究模型,以代表性环境化学毒物(H2O2、4NQO、 Cd2+、Cr6+)和射频电磁场复合暴露为研究对象,分析复合暴露对MEF细胞行为学、DNA损失及损伤修复通路的影响,结合高通量蛋白组学技术和结合非细胞研究系统分析电磁场暴露及复合暴露蛋白质表达谱的变化,明确了射频电磁场暴露的阈值,阐明细胞感受特定复合暴露后产生的DNA损伤及修复机制,初步提出复合暴露加剧DNA损伤的生物物理学基础。需要指出的是,项目研究未能预期获得受复合暴露抑制的DNA损伤修复关键酶、抗氧化酶等以及射频电磁场暴露的贡献,未能构建p53和Xrcc1缺陷型细胞,搭建的非细胞研究系统和电磁场暴露系统整合平台还未能用于实时暴露、实时检测分析等,还有待于后续研究完善。项目研究明确射频电磁场与低剂量化学毒物交互作用致细胞损伤的分子基础,研究成果有助于探索阐明射频电磁场作用的生物物理机制,为环境电磁场健康风险评估提供实验证据和理论。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The decreased permittivity of zebrafish embryos culture medium by magnetic fields did not affect early development of zebrafish embryos
磁场降低斑马鱼胚胎培养基的介电常数并不影响斑马鱼胚胎的早期发育
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2020.110350
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Su Liling;Zhu Longtao;Liu Zhenchao;Lou Jianyao;Han Bing;Lin Chen;Li Dongyu;Qian Jun;Zhao Xinyuan;Chen Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen Guangdi
Associations of prenatal heavy metals exposure with placental characteristics and birth weight in Hangzhou Birth Cohort: Multi-pollutant models based on elastic net regression
杭州出生队列产前重金属暴露与胎盘特征和出生体重的关系:基于弹性网络回归的多污染物模型
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2020.140613
  • 发表时间:
    2020-11-10
  • 期刊:
    SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
  • 影响因子:
    9.8
  • 作者:
    Zhao,Hao;Tang,Jun;Chen,Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen,Guangdi
The effects of 50 Hz magnetic field-exposed cell culture medium on cellular functions in FL cells
50 Hz 磁场暴露的细胞培养基对 FL 细胞功能的影响
  • DOI:
    10.1093/jrr/rrz020
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF RADIATION RESEARCH
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Fei, Yue;Su, Liling;Chen, Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen, Guangdi
The Relative Permittivity Changes of EGF by 50 Hz MF Exposure Neither Affect the Interaction of EGF With EGFR Nor Its Biological Effects
50 Hz 中频照射引起的 EGF 相对介电常数变化既不影响 EGF 与 EGFR 的相互作用,也不影响其生物学效应
  • DOI:
    10.1002/bem.22249
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Bioelectromagnetics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Fei Yue;Jin Yumin;Zhao Xinyuan;Wang Yiqin;Qian Jun;Su Liling;Chen Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen Guangdi

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其他文献

移动电话射频电磁场的遗传毒性效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
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  • 作者:
    陈春静;徐珊珊;陈光弟;许正平
  • 通讯作者:
    许正平
细胞水平电磁场生物学效应研究的发展方向
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中华劳动卫生职业病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈光弟
移动电话射频电磁场与健康关系的体外试验研究
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    10.3760/j:issn:0253-9624.2005.04.017
  • 发表时间:
    2005-07
  • 期刊:
    中华预防医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈光弟;许正平;姜槐
  • 通讯作者:
    姜槐
1800 MHz射频电磁场对人乳腺癌细胞蛋白质表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华预防医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾群力;翁瑜;陈光弟;鲁德强;姜槐;许正平
  • 通讯作者:
    许正平
span style=color:#034481;职业性极低频电磁场暴露与神经退行性疾病发病关联的研究进展/span
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中华流行病学杂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏丽玲;金明娟;许正平;陈光弟
  • 通讯作者:
    陈光弟

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线粒体来源tRF在锑暴露抑制甲状腺激素合成中的作用机制
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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