极低频电磁辐射增强秀丽线虫能量代谢并诱导氧化应激反应
孙永彦1,2,3,4, 王亚红1,2,3, 李志辉1,2,3, 石振华2,5, 廖艳艳1,2,3, 唐超1,3, 蔡澎1,3,6,*
1中国科学院城市环境研究所,厦门 361021;2中国科学院大学,北京 100049;3厦门市物理环境重点实验室,厦门 361021;4天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津 300384;5福建农林大学资源与环境学院,福州 350002;6中国科学院上海生命科学研究院营养与健康研究所,上海 200031
摘要
本文旨在研究极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic field, ELF-EMF)暴露对秀丽隐杆线虫(以下简称线虫)能量代谢和氧化应激反应的影响。50 Hz、3 mT ELF-EMF暴露,20 °C条件下分别培养线虫56 h (成虫初期)、72 h (产卵期)和90 h (产卵高峰期),检测三个时期的成虫体内ATP水平、ATP合成酶活性、活性氧(reactive oxygen species, ROS)含量以及线虫总抗氧化能力(total antioxidant capacity, TAC)的变化情况,并评估ELF-EMF暴露对线虫氧化应激(ROS-TAC分数)的影响。结果表明,经ELF-EMF暴露的线虫与对照组比较,体内ATP含量上升,ATP合成酶活性上调;在成虫初期,与对照组比较,线虫ROS水平经ELF-EMF暴露后显著增加,同时TAC增强,主成分分析法比较二者变化程度提示ROS-TAC分数显著降低,表明ELF-EMF引起成虫初期氧化应激反应。产卵期与产卵高峰期成虫氧化应激反应较对照组无显著差异。以上结果提示,50 Hz极低频电磁辐射可致成虫能量代谢增强并引起成虫初期氧化应激反应。
关键词: 能量代谢; 氧化应激; 电磁辐射; 秀丽线虫
分类号:R730.2; Q493.8
Extremely low frequency electromagnetic radiation enhanced energy metabolism and induced oxidative stress in Caenorhabditis elegans
SUN Yong-Yan1,2,3,4, WANG Ya-Hong1,2,3, LI Zhi-Hui1,2,3, SHI Zhen-Hua2,5, LIAO Yan-Yan1,2,3, TANG Chao1,3, CAI Peng1,3,6,*
1Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China;2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;3Xiamen Key Laboratory of Physical Environment, Xiamen 361021, China;4College of Environmental Science and Safety Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China;5College of Resources and Environment, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;6Shanghai Institute of Nutrition and Health, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China
Abstract
The aim of this study was to determine the effects of extremely low frequency electromagnetic field (ELF-EMF) on energy metabolism and oxidative stress in Caenorhabditis elegans (C. elegans). Worms in three adult stages (young adult stage, egg-laying stage and peak egg-laying stage) were investigated under 50 Hz, 3 mT ELF-EMF exposure. ATP levels, ATP synthase activity in vivo, reactive oxygen species (ROS) content, and changes of total antioxidant capacity (TAC) were detected, and worms’ oxidative stress responses were also evaluated under ELF-EMF exposure. The results showed that ATP levels were significantly increased under this ELF-EMF exposure, and mitochondrial ATP synthase activity was upregulated simultaneously. In young adult stage, worms’ ROS level was significantly elevated, together with upregulated TAC but with a decreased ROS-TAC score indicated by principal component analysis. ROS level and TAC of worms had no significant changes in egg-laying and peak egg-laying stages. Based on these results,we concluded that ELF-EMF can enhance worm energy metabolism and elicit oxidative stress, mainly manifesting as ATP and ROS level elevation together with ATP synthase upregulation and ROS-TAC score decrease in young adult C. elegans.
Key words: Energy metabolism; oxidative stress; electromagnetic field; C. elegans
收稿日期:2018-08-23 录用日期:2019-01-19
通讯作者:蔡澎 E-mail: pcai@iue.ac.cn; pcai@sibs.ac.cn
DOI: 10.13294/j.aps.2019.0030
引用本文:
孙永彦, 王亚红, 李志辉, 石振华, 廖艳艳, 唐超, 蔡澎. 极低频电磁辐射增强秀丽线虫能量代谢并诱导氧化应激反应[J]. 生理学报 2019; 71 (3): 388-394.
SUN Yong-Yan, WANG Ya-Hong, LI Zhi-Hui, SHI Zhen-Hua, LIAO Yan-Yan, TANG Chao, CAI Peng. Extremely low frequency electromagnetic radiation enhanced energy metabolism and induced oxidative stress in Caenorhabditis elegans. Acta Physiol Sin 2019; 71 (3): 388-394 (in Chinese with English abstract).
PDF全文下载地址:
点我下载PDF
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
极低频电磁辐射增强秀丽线虫能量代谢并诱导氧化应激反应
本站小编 Free考研考试/2022-02-13
相关话题/中国科学院 分数 线虫 福建农林大学 上海
上海微系统所在超宽禁带半导体氧化镓异质集成技术领域取得进展
近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所欧欣研究员课题组与西安电子科技大学郝跃院士团队韩根全教授合作,利用基于“万能离子刀”的异质集成技术将氧化镓(Ga2O3)材料与器件的散热能力提升4倍以上,并在实验上观测到了异质集成Ga2O3器件的表面温度明显低于体衬底Ga2O3器件。相关研究成果以“Effi ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所荣获2022年度国际IEEE微波奖(Microwave Prize)
近日,中科院上海微系统与信息技术研究所欧欣研究员团队(异质集成XOI方向)与美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)龚颂斌教授课题组于2020年联合发表的关于“异质集成高性能射频声波滤波器”的学术成果荣获2022年度IEEE微波理论和技术学会(IEEEMicrowaveTheoryandTech ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所研制出触嗅一体智能仿生机械手,实现应急救援掩埋场景下人体识别救援
由地震、滑坡、塌方等掩埋事故造成的视觉感知障碍对受困人员的搜索和定位造成了极大阻碍。为了确保最佳救援时机,提升搜救成功率和生还率,依托国家科技创新2030“新一代人工智能”重大项目,针对极端环境无视觉输入情况下对受困人员的识别与救援需求,中国科学院上海微系统与信息技术研究所陶虎团队受自然界星鼻鼹鼠“ ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所在异质集成光量子芯片上偏振纠缠光源研究中取得重要进展
近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所异质集成团队张加祥研究员、欧欣研究员和中山大学、中国科学技术大学合作,利用混合集成方法,成功将基于自组装量子点的光子芯片转移至压电陶瓷上,通过施加各向异性应力有效消除耦合在波导中量子点的精细结构分裂(FineStructureSplitting,FSS),实 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所在0.1mT极低场磁共振1H-19F双核同时成像取得重要进展
由于氟的独特性质,含氟有机物在生命科学和材料领域发挥着越来越重要的作用。人体无内源性氟背景信号以及氟(19F)100%的自然丰度使得含氟化合物有望发展成为一种新型高灵敏度分子探针,应用于磁共振分子影像精准诊治。但是,传统高场磁共振成像受线圈带宽的限制无法同时激发和接收1H和19F信号,因此1H和19 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所举行单质新原理开关器件创新成果发布报告会
中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠、朱敏研究团队发现了晶态-液态新型开关机理,发明了最简单的单质开关器件,相关成果发表在国际顶尖期刊《Science》。 为鼓励广大科技人员融入科技创新主战场,促进学术繁荣和鼓励科技人才成长,12月14日,上海微系统所举行了单质新原理开关器件创新成果发布报告 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所在笼目(kagome)晶格超导体电子结构研究中取得重要进展
上海微系统所信息功能材料国家重点实验室沈大伟,刘中灏团队在具有笼目(kagome)晶格结构的超导体RbV3Sb5中发现了电荷密度波(CDW)引起的能带重整化和能隙的打开,对研究材料CDW形成,以及相关的输运性质和超导机理有着重要意义。相关研究成果已发表两篇学术论文PhysicalReviewX11, ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所在Science上发表单质新原理开关器件文章
2021年12月10日,中科院上海微系统与信息技术研究所宋志棠、朱敏研究团队在国际顶级期刊《Science》上发表了题为“ElementalElectricalSwitchEnablingPhase-Segregation-FreeOperation”的研究论文(图1)。我所博士生沈佳斌、贾淑静为共 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所研制出基于蚕丝蛋白的自愈合离子导体薄膜,可用于极端环境中智能人机...
雪崩、地震掩埋或火灾等极端环境温度对被困人员的搜索和救助提出了很大的挑战,其中救援机器人的操控与反馈会受到极端环境温度的剧烈影响,以至于造成系统失灵等问题,延误最佳救援时机,进而造成人民安全和财产的进一步损失。因此在极端环境下及时和准确的人机交互十分重要,精确的信息传递可以极大提高被困人员的搜救成功 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13上海微系统所硅光课题组实现硅基布洛赫表面波调制的显微光谱测量方法
近日,中科院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光课题组武爱民研究员团队,在硅衬底上提出了基于布洛赫表面波新原理的显微光谱测量方法,研究成果发表在2021年10月出版的Wiley旗下期刊《Small》上(small2103688(2021)。微区光谱测量系统是一种重要的微米/纳米级结构的光谱分 ...上海微系统与信息技术研究所 本站小编 Free考研考试 2022-02-13