摘要

目的：观察900MHz电磁辐射及γ射线联合辐射对人神经胶质瘤细胞（SHG44）的克隆形成率及细胞增殖活性的影响。方法：SHG44细胞按电磁辐射强度随机分为对照组（0 mw/cm²）、低剂量组（2mw/cm²）、中剂量组（4 mw/cm²）和高剂量组（6 mw/cm²）接受微波照射后，再给予5 Gy的γ射线照射,观察微波照射及微波和γ射线联合辐射对细胞增值的影响。结果：细胞的克隆形成率和增殖能力随微波照射剂量增加而下降，电离辐射后各组细胞的克隆形成形成率下降，高电磁剂量组细胞的增殖活性和克隆率下降更为显著。结论：本实验条件下，微波辐射和γ辐射均可以抑制细胞的生长，一定强度的电磁辐射与电离辐射具有协同作用。

关键词：微波、γ射线、克隆形成率、联合作用

Abstract

Object: To study the effects of γ-rays and 900MHz microwave radiation on SHG44 cells growth. Methods: SHG44 cells were irradiated with 0, 2, 4, 6 mw/cm² 900MHz microwave and 5 Gy γ-ray radiation. Cell viability was measured with MTT tests, and cloning efficiency were measured. Results: Cell viability decreased with the magnitude of microwave radiation. Compared with other groups, combined irradiation of 6 mw/cm² microwave and γ-ray decreased cell viability significantly. Conclusion: Cell viability could be inhibited by both microwave and γ-ray radiation, and certain magnitude of microwave radiation could enhance the effect of γ-ray.

Keywords: Microwave, γ-ray, cloning efficiency, cell viability, combine effect

随着移动通讯事业的蓬勃发展,电磁辐射已经成为一种新的环境污染,其主要来源为手机等移动通讯设施及基站等[1]。电磁辐射对人类健康的影响也越来越引起人们的重视。而在现实环境中，我们经常受到不止一种环境因素的影响。电离辐射与微波辐射常常同时存在一些作业环境中，如许多射频微波发射设备本身发射微波，当电压大于10kV时就会产生X射线。所以一些大功率的微波发射设备就可能同时产生电离和电磁辐射[2]。在临床上对肿瘤患者进行放射线治疗的过程中有时也要同时给予磁疗或微波治疗，因而在治疗的同时会存在着电离与微波的联合暴露。因此，环境中的电磁与电离辐射的联合作用已经成为公共卫生的重要问题之一。

1 材料与方法

1.1 主要试剂和仪器

RMPI1640培养基（美国GIBCO公司），新生牛血清（杭州四季青有限公司），胰蛋白酶、HEPES、MTT、DMSO、青霉素、链霉素等（上海生工），培养皿、96孔培养板（corning公司）、微波功率场强仪（Nada公司）。

1.2 电磁辐射系统

电磁辐照系统由信号发生器、功率放大器和GTEM电磁辐照室组成。信号发生器发出的信号由功率放大器放大输入GTEM电磁辐照室内，经过室内的天线产生均匀的电磁场。内部的电磁场功率密度由探头接收后经电脑读出（如图1）。

1.3 细胞分组照射及检测

SHG44细胞（由苏州大学放射生物学教研室赠送）用含10%新生牛血清的RMPI1640完全培养液, 5% CO₂ 37℃培养。取对数生长期细胞，0.25%胰蛋白酶消化悬浮, 1×10⁵个细胞/瓶接种，每瓶中加入3 ml培养液。将细胞随机分为对照组、2mw/cm²、4 mw/cm²和6 mw/cm²暴露组。第2d细胞贴壁后放入辐照系统内进行辐照，2h/d，连续照射3d后于第4d分为电离组和非电离组。电离组接受5 Gy的γ射线照射，非电离组不接受γ射线照射其余条件均于电离组保持一致。

照射完成后，将各组细胞以5×10⁴/ml 200μl接种于96孔板中，在48h后加入10μl MTT检测细胞增殖活性；200个细胞/皿接种于60mm培养皿中， 10d后观察克隆形成率。

1.5 统计分析

运用spss13.0分析软件对各组数据进行多因素的方差分析。

2 结果

2.1 微波辐射及微波与γ射线联合作用对细胞增殖的影响

如图2所示，电离前，中剂量组（p<0.05）和高剂量组（p<0.01）细胞的增殖活性下降有统计学差异，两组的活性分别为92.6%和88.9%。电离后，各组细胞与电离前相比仅6mw/cm²组细胞的增殖活性明显下降（p<0.01），其增殖活性为30.6%。

2.2 微波辐射及微波与γ射线联合作用对细胞克隆形成率的影响

如图3所示，微波辐射及微波与γ射线联合作用后，细胞的克隆形成率都随着电磁辐射强度的增强而下降（p<0.05）。与单纯微波照射相比，微波与γ射线联合作用后，细胞克隆形成率明显下降（p<0.01）。联合作用时，与其他各组相比，6mw/cm²组克隆形成率下降的趋势明显（p<0.05）。

3 讨论

研究显示微波辐射抑制细胞增殖，降低存活率[3.4.5.6]。多数学者认为两种辐射的复合作用主要表现为协同效应。将大鼠上皮细胞置于50 Hz 电磁场(100 mT) 中24 h ,观察细胞微核率的改变。发现单独电磁辐射暴露不影响细胞微核的发生率,但如果先将细胞用γ射线照射(2、6 Gy) ,然后再暴露于电磁场,则细胞的微核发生率比γ射线单独照射明显增加,提示电磁辐射增强了电离辐射的遗传损伤效应[7]。Ku80缺陷的xrs细胞用X射线照射后,再用60 Hz 的极低频电磁辐射照射,可以抑制X射线照射引起的细胞G1期阻滞和细胞凋亡 [8]。电磁场能增加γ射线对HL-60细胞的杀伤 [9]。γ射线与微波复合照射后小鼠骨髓细胞发生凋亡,微波可进一步促进γ线对骨髓细胞凋亡的诱导作用[10]。

本实验用微波与γ射线联合照射SHG44细胞，发现在6mw/cm² 的微波强度下与γ射线联合辐射，具有协同作用，抑制细胞增殖的作用,与上述文献的结果相似。在经过微波照射后，细胞的增殖活性和克隆率随微波强度的增大均有一定程度的下降。说明微波有抑制细胞增殖的作用，且有一定剂量依赖性。高剂量微波辐射与γ射线联合作用后，细胞的增殖活性没有出现下降而克隆率却显著下降，说明联合作用对细胞的损伤需要经过一定的时间积累才能在细胞水平上表现出来。与其他剂量组相比，高剂量微波辐射与γ射线联合作用后，细胞的克隆形成率比单纯微波辐射组明显下降，提示当电磁辐射达到一定强度时才能促进电离辐射抑制细胞增殖的作用，显示两者的协同效应。

参考文献

1．International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys, 1998,74（4）: 494-522.

2．刘文魁，庞东，主编。电磁辐射的污染及防护与治理。北京：科学出版社。2003.274.

3．Tian-Yong Zhao, Shi-Ping Zou, Pamela EK. Exposure to cell phone radiation up-regulates apoptosis genes in primary cultures of neurons and astrocytes. Neuroscience Letters, 2007, 412: 34-38.

4． Dimitris JP , Evangelia DC , Ioannis PN et al. Cell death induced by GSM 900-MHz and DCS 1800-MHz mobile telephony radiation. Mutation Research, 2007, 626: 69–78.

5．Elisabeth D, Claudia S, Franz A et al. Non-thermal DNA breakage by mobile-phone radiation (1800 MHz) in human fibroblasts and in transformed GFSH-R17 rat granulosa cells in vitro. Mutation Research, 2005, 583:178–183.

6．杨瑞，彭端云，高亚兵，等。微波辐射对大鼠海马神经元的损伤效应及其机制研究。中华物理医学与健康杂志，2006，28（10）：670-673。

7．Lagroye I ,Poncy JL. The effect of 50 Hz electromagnetic fields on the formation of micronuclei in rodent cell lines exposed to gamma radiation. Int J Radiat Biol , 1997 ,72 :249-254.

8．Tian F ,Nakahara T, Yoshida M, et al. Exposure to Power Frequency Magnetic Fields Suppresses X-Ray-Induced Apoptosis Transiently in Ku80-Deficient xrs5 Cells 1. Bioelectromagnetics , 2002 ,292 :355-361.

9．刘晓秋，赵文正，赵阿津。γ射线与电磁辐射联合对白血病细胞的作用研究。辐射研究与辐射工艺学报，2002，20（1）：77-80。

10．贾永峰, 王水明, 王德文，等。γ射线和微波复合照射小鼠骨髓细胞凋亡形态学特点及Bax、Bcl22蛋白表达定量分析。中国体视学与图像分析，2006，11（1）：5-8。