Autor(en):
Qin F*, Shen T, Cao H, Qian J, Zou D, Ye M, Pei H.
* Department of Biotechnology and Bioengineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009.
China
Veröffentlicht in:
Int J Nanomedicine 2019; 14: 4601-4611
Veröffentlicht: 24.06.2019
auf EMF:data seit 25.01.2023
Weitere Veröffentlichungen:
Medizinische/biologische Studien
zur EMF:data Auswertung

CeO₂NPs lindern hochfrequente Strahlung, verbessern die Testosteron-Synthese und die Genexpression in Leydig-Zellen durch Verbesserung der Antioxidation.

CeO₂NPs relieve radiofrequency radiation, improve testosterone synthesis, and clock gene expression in Leydig cells by enhancing antioxidation.

Original Abstract

Introduction: The ratio of Ce³⁺/Ce⁴⁺ in their structure confers unique functions on cerium oxide nanoparticles (CeO₂NPs) containing rare earth elements in scavenging free radicals and protecting against oxidative damage. The potential of CeO₂NPs to protect testosterone synthesis in primary mouse Leydig cells during exposure to 1,800 MHz radiofrequency (RF) radiation was examined in vitro. Methods: Leydig cells were treated with different concentrations of CeO₂NPs to identify the optimum concentration for cell proliferation. The cells were pretreated with the optimum dose of CeO₂NPs for 24 hrs and then exposed to 1,800 MHz RF at a power density of 200.27 µW/cm² (specific absorption rate (SAR), 0.116 W/kg) for 1 hr, 2 hrs, or 4 hrs. The medium was used to measure the testosterone concentration. The cells were collected to determine the antioxidant indices (catalase [CAT], malondialdehyde [MDA], and total antioxidant capacity [T-AOC]), and the mRNA expression of the testosterone synthase genes (Star, Cyp11a1, and Hsd-3β) and clock genes (Clock, Bmal1, and Rorα). Results: Our preliminary result showed that 128 μg/mL CeO2NPs was the optimum dose for cell proliferation. Cells exposed to RF alone showed reduced levels of testosterone, T-AOC, and CAT activities, increased MDA content, and the downregulated genes expression of Star, Cyp11a1, Hsd-3β, Clock, Bmal1, and Rorα. Pretreatment of the cells with 128 μg/mL CeO₂NPs for 24 hrs followed by RF exposure significantly increased testosterone synthesis, upregulated the expression of the testosterone synthase and clock genes, and increased the resistance to oxidative damage in Leydig cells compared with those in cells exposed to RF alone. Conclusion: Exposure to 1,800 MHz RF had adverse effects on testosterone synthesis, antioxidant levels, and clock gene expression in primary Leydig cells. Pretreatment with CeO₂NPs prevented the adverse effects on testosterone synthesis induced by RF exposure by regulating their antioxidant capacity and clock gene expression in vitro. Further studies of the mechanism underlying the protective function of CeO₂NPs against RF in the male reproductive system are required.

Keywords

CeO₂NPs radiofrequency radiation | Leydig cell | antioxidant | clock genes | testosterone synthesis

Exposition:

1800 MHz
200,27 μW/cm² | SAR-Wert = 0,116 W/kg

EMF:data Auswertung

Einleitung

Ceriumoxid-Nanopartikel (CeO₂NPs) sind Oxide des Seltenerdmetalls Cerium und haben interessante biologische Eigenschaften, wie antioxidative Wirkungen und Schutz vor UV-Strahlung. Das Ziel der Studie war es, das protektive Potenzial von CeO₂NP gegenüber 1800 MHz Hochfrequenz für die Testosteronsynthese in primären murinen Leydig-Zellen in vitro zu untersuchen.

Quelle: Reviews von BERENIS, STOA und Henry Lai

Studiendesign und Durchführung

Die Leydig-Zellen wurden 24 h lang mit CeO₂NP vorbehandelt und anschließend 1, 2 oder 4 h mit 1800 MHz bei einer Leistungsdichte von 200,27 µW/cm² (SAR-Wert = 0,116 W/kg) befeldet. Die Testosteronkonzentration wurde im Medium bestimmt. In den Zellen wurden die antioxidativen Indizes (Katalase [CAT], Malondialydehyd [MDA], gesamte antioxidative Kapazität [T-AOC]) sowie die mRNA-Bildung für Testosteron-Synthase-Gene (Star, Cyp11a1, Hsd-3ß) und Gene der inneren Uhr (Clock, Bmal1, Rorα) bestimmt.

Ergebnisse

Die Zellen, welche der Hochfrequenz ohne CeO₂NP-Vorbehandlung ausgesetzt waren, zeigten einen verringerten Testosteronspiegel, T-AOC und CAT-Aktivität, einen erhöhten MDA-Gehalt und eine herunterregulierte mRNA-Bildung aller untersuchter Gene. Dabei war ein dosisabhängiger Trend zu beobachten, 1 h Befeldung reichte jedoch bereits für eine signifikante Wirkung aus. Die Vorbehandlung mit CeO₂NP konnte die Hochfrequenzwirkung kompensieren.

Schlussfolgerungen

Zunächst demonstriert die Studie, dass die 1800 MHz Mobilfunkstrahlung oxidativen Stress in den Zellen ausgelöst hat. Auch die Testosteronbildung war nach der Hochfrequenzbelastung verschlechtert. Die mRNA-Analysen zeigten, dass nach der Befeldung sowohl Gene der inneren Uhr als auch der Testosteron-Synthase vermindert abgelesen wurden. Dies könnte einen Hinweis darauf darstellen, dass der oxidative Stress zu einer Herunterregulierung der Gene der inneren Uhr führte, was wiederum die Gene der Testosteron-Synthese negativ beeinflusste, was in einem verminderten Testosteronspiegel resultierte. Die Daten weisen außerdem darauf hin, dass CeO₂NP vor der Hochfrequenzwirkung durch antioxidative Effekte schützen könnte. (RH)