人绒毛膜癌细胞JAR和JEG-3感受电磁场差异性的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81573109
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3001.环境卫生
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The potential health hazard of exposure to environmental electromagnetic fields (EMF), mainly extremely low frequency magnetic fields (ELF-MF) and radiofrequency EMF (RF-EMF), continues to cause public concern. However, the possibility of biological and health effects of exposure to EMF remains controversial and their biophysical mechanisms are unknown. Thus, it is crucial to elucidate the mechanism of cellular response to EMF exposure. In our previous study, we performed γH2AX foci formation assay, a sensitive method for detecting DNA damage, to systemically screen the cells (cell lines) sensitive to EMF exposure, and identified the human choriocarcinoma JAR and JEG-3 cells as EMF sensitive cells. Interestingly, the JAR and JEG-3 cells differentially respond to both 50 Hz magnetic fields (MF) and GSM 1800 MHz EMF exposure. To further explore the mechanism of the differential cellular response to EMF in JAR and JEG-3 cells, this study will 1) determine the threshold of EMF exposure induced injuries on cells and the threshold of cellular response to EMF with cell biology and molecular biology techniques, 2) examine the effects of 50 Hz MF and GSM 1800 MHz RF-EMF exposure on proteome and metabolome profilings in JAR and JEG-3 cells with proteomics and metabolomics approaches, and compare the diferences in proteome and metabolome between these two cells under EMF exposure, 3) identify the key proteins and metabolites involved in cellular response to EMF exposure, and analyze the relationship between the proteins and metabolites in both JAR and JEG-3 cells, 4) validate if the identified proteins and metabolites are functional in the differential cellular response to EMF exposure in both cellular system and cell free system. We expect this study to uncover the roles of key proteins and metabolites in differential cellular response to EMF exposure. Our study will shed on the biophysical mechanisms of EMF acting on organism, and provide both experimental evidence and theory supports for future health risk assessment of environmental EMF exposure.
低强度环境电磁场暴露的可能健康危害备受争议,其关键是电磁场作用引发生物学效应的作用机理不清楚。因此,了解细胞感受电磁场的机制是当前科学界的迫切任务。我们的前期研究工作表明人绒毛膜癌细胞(JAR和JEG-3)响应电磁场存在差异性,为深入研究其生物学机制,本项目拟利用细胞和分子生物学实验技术量化电磁场作用JAR和JEG-3细胞的损伤阈值和作用阈值;利用高通量蛋白质组学和代谢组学研究技术比较分析电磁场对两种细胞的蛋白质表达谱和代谢图谱的影响,筛选确定细胞响应电磁场的关键蛋白和代谢物,并整合分析蛋白和代谢物之间的关系;进一步结合细胞和非细胞系统分析关键蛋白和代谢物在细胞感受电磁场中的作用,提出电磁场作用细胞的生物学机制。项目研究预期从细胞响应电磁场的关键蛋白和代谢物角度解析细胞差异性感受电磁场的分子基础,研究成果有助于探索阐明电磁场作用的生物物理机制,为电磁场健康风险评估提供实验证据和理论依据。

结项摘要

低强度环境电磁场暴露的可能健康危害备受争议,其关键问题是电磁场作用引发生物学效应的作用机理不清楚。为深入探索,本项目结合细胞生物学实验、多组学技术及非细胞研究系统全面分析JAR和JEG-3细胞感受50Hz磁场和1800MHz射频电磁场差异性及机制,取得以下研究结果:1)发现两类电磁场影响细胞活力、细胞周期、DNA损伤等具有细胞依赖性和电磁场暴露频率及暴露时间依赖性,呈线性和非线性反应;2)以不同生物学终点为观察指标,电磁场暴露影响细胞行为学的作用阈值不同,分别确定了两类电磁场暴露两种细胞的作用阈值。3)发现JAR细胞和JEG-3细胞本身蛋白质表达图谱差异性决定了细胞差异性响应两类电磁场,筛选确定两种细胞共同响应50Hz磁场的关键蛋白(HSP70等),且两类电磁场均能抑制低剂量镉暴露诱导JAR细胞金属硫蛋白(MT1B、MT1F、MT2A等)的表达。4)初探了代谢组学技术应用于电磁场生物学效应及机制研究的适用性,筛选到细胞响应电磁场共性代谢途径、主要代谢物,并尝试关联电磁场暴露引起两类细胞应激响应相关信号通路及代谢途径等的共性变化。5)搭建非细胞研究系统和电磁场暴露系统整合,发现电磁场暴露引起培养液、EGF蛋白等介电常数的可逆性改变,但该效应未影响EGF与EGFR相互作用及EGF诱导的EGFR聚簇、细胞增殖等,提示电磁场可能直接作用于细胞内关键蛋白;6)结合细胞和非细胞系统分析结果,提出电磁场作用通过响应蛋白、细胞内信号通路、代谢通路、代谢物进而引起细胞行为学改变的生物学机制。项目研究从细胞响应电磁场的关键蛋白和代谢物角度初步探索细胞差异性感受电磁场的分子基础,发表基于本项目研究实验结果的论文4篇、相关论文多篇,获浙江省自然科学奖二等奖1项。研究成果为探索阐明电磁场作用的生物物理机制提供基础,为电磁场健康风险评估提供实验证据和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(13)
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
Mobile phone signal exposure triggers a hormesis-like effect in Atm(+/+) and Atm(-/-) mouse embryonic fibroblasts.
手机信号暴露会在 Atm / 和 Atm-/- 小鼠胚胎成纤维细胞中触发类似毒物兴奋效应的效应。
  • DOI:
    10.1038/srep37423
  • 发表时间:
    2016-11-18
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Sun C;Wei X;Fei Y;Su L;Zhao X;Chen G;Xu Z
  • 通讯作者:
    Xu Z
RE: "ASSOCIATIONS OF ELECTRIC SHOCK AND EXTREMELY LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELD EXPOSURE WITH THE RISK OF AMYOTROPHIC LATERAL SCLEROSIS: THE EURO-MOTOR PROJECT"
回复:“电击和极低频磁场暴露与肌萎缩侧索硬化症风险的关联:欧洲电机项目”
  • DOI:
    10.1093/aje/kwz122
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    American Journal of Epidemiology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Su Liling;Jin Yumin;Lou Haifeng;Chen Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen Guangdi
Ataxia telangiectasia mutated deficiency does not result in genetic susceptibility to 50Hz magnetic fields exposure in mouse embryonic fibroblasts
共济失调毛细血管扩张突变缺陷不会导致小鼠胚胎成纤维细胞对暴露于 50 Hz 磁场的遗传易感性。
  • DOI:
    10.1002/bem.22140
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    BIOELECTROMAGNETICS
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Sun, Chuan;Wei, Xiaoxia;Chen, Guangdi
  • 通讯作者:
    Chen, Guangdi
Residence near power lines and risk of Alzheimer's dementia and Parkinson's disease
居住在电线附近与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的风险有关
  • DOI:
    10.1093/ije/dyaa023
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Int J Epidemiol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Su Liling;Zhu Longtao;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:
    许正平;陈光弟
  • 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
  • DOI:
    10.3760/j:issn:0253-9624.2005.04.017
  • 发表时间:
    2005-07
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈光弟;许正平;姜槐
  • 通讯作者:
    姜槐
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  • 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
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

其他文献

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陈光弟的其他基金

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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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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1800 MHz移动电话电磁场诱导HSF细胞gamma-H2AX焦点形成的后续效应及其发生机制
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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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