生活環境における人工的変動磁場による遺伝子発現への影響

人为波动磁场对生活环境中基因表达的影响

• 批准号: 05278230
• 负责人: 宮越 順二
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05278230/
• 关键词: 極低周波変動磁場; 培養細胞; 遺伝子発現; ベータガラクトシダーゼ; シグナル伝達; サイクリックAMP; プロティンカイネースC

本研究では、人体に曝される可能性の最も高い極低周波変動磁場(ELFMFと略す)の細胞に与える影響として、遺伝子発現の誘導に関して研究を発展させ、その作用機構を明らかにすることを目的とした。三相交流トランスを一部改造し、周波数50Hz、最大出力500mTの実験用ELFMF曝露装置を使用した。磁石の磁場空間には細胞培養可能なアクリル製CO_2培養器を内蔵した。培養器内環境は5%CO_2と95%空気で、さらに、温度を37±0.5℃に保つためサーモコントローラーからの温水を還流している。これらの条件で、最大400mTの磁場曝露が一定温度のもとで可能なことを確認した。遺伝子発現については、まず、ベータガラクトシダーゼ遺伝子の発現プラスミド(pVIPGAL1)をラット褐色細胞腫由来のPC12細胞に導入して、ネオマイシン(G418)で選択した後、ベータガラクトシダーゼの発現系を持つ形質転換細胞(PCVG細胞)を得た。PCVG細胞を非刺激またはforskolin(2μM)で刺激し、4時間磁場曝露またはインキュベータにて培養した。PCVG細胞は非刺激状態ではほとんどベータガラクトシダーゼの活性を示さない。forskolinで4時間刺激した場合、ベータカラクトシダーゼの活性は著しく上昇した。この刺激をELFMF(200mTおよび400mT)曝露下で行うとベータガラクトシダーゼ活性は磁場密度依存的にさらに上昇した。forskolinにTPA(25ng/ml)を加えて磁場曝露の影響を検討した。forskolinにTPAを加えた場合、ベータガラクトシダーゼ活性は非曝磁下でforskolin単独に比べ約2.5倍の上昇が見られた。この刺激を400mT ELFMF曝露下で行った場合、ベータガラクトシダーゼ活性はさらに上昇した。以上の結果、高磁場密度の極低周波変動磁場はサイクリックAMPやプロテインカイネースC(PKC)を介した細胞のシグナル伝達系に影響を及ぼし、ベータガラクトシダーゼの遺伝子発現を誘導している可能性が示唆された。

The purpose of this study is to investigate the effects of ultra-low frequency fluctuating magnetic fields (ELFMF) on cellular processes and the induction of gene expression in human body. A three-phase AC converter was modified to operate with an ELFMF exposure device with a frequency of 50Hz and a maximum output of 500mT. The magnetic field of the magnetic field can be used to control the cell culture in the CO_2 incubator. The temperature in the incubator is 37±0.5℃, and the temperature is 5% CO_2 and 95% air. The maximum exposure to a magnetic field of 400mT is confirmed at a certain temperature. The gene expression system was established by introducing the gene expression system (G418) into PC12 cells derived from brown cells (pVIPGAL1) and by using morphologically altered cells (PCVG cells). PCVG cells were stimulated with forskolin(2μM) for 4 hours and then cultured in vitro. PCVG cells are not stimulated, but they are activated. Forskolin is a 4-time stimulus, and its activity increases. ELFMF(200mT-400mT) activity increases in response to exposure to these stimuli, depending on magnetic field density. Forskolin TPA(25ng/ml) was used to investigate the effects of magnetic field exposure. When forskolin is added to TPA, the activity of beta-glucuronitra increases by approximately 2.5 times compared to forskolin alone under non-magnetic exposure. The activity of ELFMF increased under 400mT exposure. The above results show that the very low frequency magnetic field with high magnetic field density can induce the cell growth and development of protein C(PKC).

项目成果

Junji Miyakoshi: "A newly designed experimental system for exposure of mammalian cells to extremely low frequency magnetic field." Journal of Radiation Research. (in press).

Junji Miyakoshi：“一种新设计的实验系统，用于将哺乳动物细胞暴露于极低频磁场中。”