Autor(en):
Chen C*, Ma Q, Deng P, Lin M, Gao P, He M, Lu Y, Pi H, He Z, Zhou C, Zhang
Y, Yu Z, Zhang L.
* Department of Occupational Health, Third Military Medical University, Chongqing.
China
Veröffentlicht in:
Front Cell Dev Biol. 2021;9(April):1-16
Veröffentlicht: 12.04.2021
auf EMF:data seit 26.05.2021
Weitere Veröffentlichungen: Studie gefördert durch:

National Natural Science Foundation of China (Grant Numbers 31870842 and 31670854).

Schlagwörter zu dieser Studie:
Wirkungen auf die Nerven/-zellen (nicht ZNS)
Medizinische/biologische Studien
zur EMF:data Auswertung

1800 MHz Hochfrequenz beeinträchtigt Neuritenwachstum durch Hemmung des EPHA5-Signalwegs.

1800 MHz Radiofrequency Electromagnetic Field Impairs Neurite Outgrowth Through Inhibiting EPHA5 Signaling.

Original AbstractÜbersetzung n.n. vorhanden!

The increasing intensity of environmental radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF) has increased public concern about its health effects. Of particular concern are the influences of RF-EMF exposure on the development of the brain. The mechanisms of how RF-EMF acts on the developing brain are not fully understood. Here, based on high-throughput RNA sequencing techniques, we revealed that transcripts related to neurite development were significantly influenced by 1800 MHz RF-EMF exposure during neuronal differentiation. Exposure to RF-EMF remarkably decreased the total length of neurite and the number of branch points in neural stem cells-derived neurons and retinoic acid-induced Neuro-2A cells. The expression of Eph receptors 5 (EPHA5), which is required for neurite outgrowth, was inhibited remarkably after RF-EMF exposure. Enhancing EPHA5 signaling rescued the inhibitory effects of RF-EMF on neurite outgrowth. Besides, we identified that cAMP-response element-binding protein (CREB) and RhoA were critical downstream factors of EPHA5 signaling in mediating the inhibitory effects of RF-EMF on neurite outgrowth. Together, our finding revealed that RF-EMF exposure impaired neurite outgrowth through EPHA5 signaling. This finding explored the effects and key mechanisms of how RF-EMF exposure impaired neurite outgrowth and also provided a new clue to understanding the influences of RF-EMF on brain development.

Keywords

EPHA5 | neural stem cells | neurite outgrowth | neuron | radiofrequency electromagnetic fields

Exposition:

1800 MHz
GSM
SAR = 4 W/kg

EMF:data Auswertung

Zusammenfassung

Wissenschaftliche Belege, dass eine dauerhafte Belastung mit Hochfrequenzstrahlung durch Mobiltelefone, Basisstationen und andere elektronische Geräte gefährliche und gesundheitliche Auswirkungen haben können, häufen sich. Zu diesen Auswirkungen gehören ein erhöhtes Tumorrisiko, Beeinträchtigung der neuronalen Entwicklung sowie ein erhöhtes Risiko für neurodegenerative Krankheiten. Insbesondere die Einflüsse auf die Gehirnentwicklung von Kindern geben Anlass für erhebliche Bedenken. Frühere Studien beschreiben mögliche Mechanismen, wie Hochfrequenz auf das Gehirn wirken kann: Beeinflussung der Blut-Hirn-Schranke, Induktion von Neuroinflammation, Veränderung der Aktivität spezifischer Kalziumkanäle, Induktion von Autophagie sowie Hervorrufen von oxidativem Stress. Auf Grund der unzureichenden Studienlage ist vieles jedoch unbekannt, insbesondere wie Hochfrequenz auf frühe Entwicklungsstadien wirkt. Dies beinhaltet z.B. die Differenzierung embryonaler neuraler Stammzellen (NSZ) und den Prozess des Neuritenwachstums. Um die Frage zu klären, wie sich Hochfrequenz auf die Entwicklung neuronaler Zellen auswirkt, haben die Autoren Hochdurchsatz-RNA Sequenzierungstechniken angewandt. Dies sollte Aufschluss geben, welche Signalwege bei Zellen, die sich aus embryonalen neuronalen Stammzellen entwickelt haben, durch 1800-MHz Belastung verändern.

Quelle: ElektrosmogReport Juni 2021 | 27. Jahrgang, Nr. 2

Studiendesign und Durchführung

Bei dieser in vitro Studie wurden zwei verschiedene Zelltypen verwendet: embryonale neuronale Stammzellen (NSZ) isoliert aus Mausembryonen, sowie die Neuroblastomzelllinie Neuro-2A. Beide wurden in vitro zur Differenzierung in „funktionale“ Nervenzellen angeregt und anschließend bestrahlt. Bei den NSZ erfolgte die Bestrahlung 48h nach der Differenzierung, bei den Neuro-2A 24h nach Differenzierung. Die Zellen wurden in einer speziellen Apparatur bei einer Frequenz von 1800 MHz mit einem Gesprächmodus-simulierenden GSM-Signal bestrahlt. Die Bestrahlung erfolgte diskontinuierlich (5 min. an, 10 min. aus) über 48h. Es wurde ein SAR-Wert von 4 W/kg gewählt. Die bestrahlten und scheinbestrahlten Zellen wurden anschließend mit der angesprochenen Hochdurchsatz- RNA-Sequenzierung untersucht. Außerdem erfolgte eine Analyse des Neuritenwachstums, histochemische sowie immunohistochemische Methoden sowie ein Antikörper-Microarray (Phosphorylierungsanalyse).

Ergebnisse

Die Autoren untersuchten zunächst Veränderungen des Gesamttranskriptoms der differenzierten neuronalen Stammzellen (NSZ) nach Hochfrequenzbelastung mittels RNASequenzierung. Dies kann Aufschluss darüber geben, welche Gene verändert abgelesen werden und damit welche Proteine vermehrt oder vermindert gebildet werden. Letztendlich gibt die Transkriptomanalyse eine Einsicht, wie die Proteinbiosynthese durch den Einfluss von Hochfrequenzstrahlung verändert wird (Anm. der Redaktion). Die Transkriptomanalyse zeigte veränderte Genexpression von Genen, welche eng mit der Axon- bzw. Dendritenentwicklung verbunden waren. Es folgte eine KEGG Signalweganalyse welche zeigte, dass Signalwege, welche eng mit der Neuritenentwicklung (Dendriten und Axone) in Verbindung gebracht werden, betroffen waren. Darunter fällt z.B. eine modifizierte Signaltransduktion des PI3KAKT-, mTOR- und cGMP-PKG-Wegs. Letztendlich weisen diese Daten darauf hin, dass Hochfrequenzstrahlung die Neuritenentwicklung beeinflusst. Um die Daten aus der Transkriptomanalyse zu bestätigen, wurden sowohl differenzierte NSZ als auch differenzierte Neuro-2A Zellen mit immunohistochemischen Methoden sowie Lebendzellverfahren untersucht. Dies offenbarte sowohl eine verminderte Länge der Neuriten als auch eine verringerte Anzahl an Verzweigungspunkten nach Bestrahlung. Diese Daten zeigen auf, dass die 1800-MHz-Strahlung eine signifikant hemmende Wirkung auf die Ausbildung von Neuriten besitzt. Die Autoren bemerkten, dass die Bildung eines bestimmten Eph-Rezeptors (EPHA5) sowohl in den differenzierten NSZ als auch Neuro-2A Zellen nach Bestrahlung reduziert war. Eph-Rezeptoren regulieren grundlegende Entwicklungsprozesse des Neuritenauswuchses und spielen damit eine wichtige Rolle bei der Gehirnentwicklung. Die Wissenschaftler demonstrierten, dass das Ausschalten von EPHA5 zu einer deutlichen Abnahme der Länge und Verzweigungspunkte von Neuriten führte (ohne Bestrahlung). Um zu belegen, dass die Hochfrequenzwirkung mit EPHA5 zusammenhängt, wurden die Zellen während der Bestrahlung mit „künstlichem“ rekombinanten EPHA5 behandelt. Dies konnte die hemmende Hochfrequenzwirkung auf das Neuritenwachstum neutralisieren. Diese Ergebnisse liefern den Hinweis, dass EPHA5 eine Schlüsselrolle bei der Hochfrequenzwirkung auf das Neuritenwachstum spielt. Im Anschluss untersuchte die Arbeitsgruppe die nachgeschalteten Signalmechanismen der Eph-Rezeptoren. Die Antikörper-Microarray-Analyse konnte demonstrieren, dass CREB und RhoA nachgeschaltete Faktoren von EPHA5 waren. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass Hochfrequenzstrahlung das Auswachsen von Neuriten durch den EPHA5-vermittelten CREB/RhoA Signalweg hemmt.

Schlussfolgerungen

Die Auswirkungen von Hochfrequenz auf die Gehirnentwicklung sind noch nicht gut erforscht, insbesondere mechanistische Zusammenhänge sind noch nicht verstanden. In dieser in vitro Studie wurde ein Neuronenentwicklungsmodell aus künstlich differenzierten, neuronalen Stammzellen untersucht. Dieses Modell wurde mit einer Kombination aus Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierung und Antikörper-Microarray analysiert, um die Auswirkung und Mechanismen von Hochfrequenz auf die Entwicklung von Nervenzellen besser zu verstehen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Hochfrequenzstrahlung das Wachstum von Neuriten (Dendriten und Axone) hemmt. Die Autoren identifizieren einen veränderten EPHA5-CREB/ RhoA Signalweg als Schlüsselfaktor. Laut den Wissenschaftlern trägt dieses Ergebnis dazu bei, die Wirkung und Mechanismen von Hochfrequenz auf das Neuritenwachstum aufzudecken. (RH)