Autor(en):
Wang Y*, Xiong Y, Chen M, Liu F, He H, Ma Q, Gao P, Xiang G, Zhang L.
* Department of Laboratory Medicine, Southwest Hospital, Army Medical University, Chongqing 400038.
China
Veröffentlicht in:
iScience 2023; 26 (10): 107418
Veröffentlicht: 18.07.2023
auf EMF:data seit 15.05.2024
Weitere Veröffentlichungen: Studie gefördert durch:

The Military Logistics Application Basic Research Project (AWS17J010), the Army Military Medical University Clinical Technology Innovation Cultivation Project (CX2019JS105), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81873981), and the Chongqing Health Commission (2019ZDXM025).

Schlagwörter zu dieser Studie:
Wirkungen auf neuronale Stammzellen
Medizinische/biologische Studien
zur EMF:data Auswertung

Die biologischen Wirkungen einer durch Terahertz-Strahlung hervorgerufenen Schädigung von neuronalen Stammzellen.

The biological effects of terahertz wave radiation-induced injury on neural stem cells.

Original Abstract

Terahertz (THz) is an electromagnetic wave with a radiation wavelength range of 30–3000 μm and a frequency of 0.1–10 THz. With the development of new THz sources and devices, THz has been widely applied in various fields. However, there are few studies on biological effects of THz irradiation on the human neural stem cells (hNSCs) and mouse neural stem cells (mNSCs), which need to be further studied. We studied the biological effects of THz radiation on hNSCs and mNSCs. The effects of THz irradiation time and average output power on the proliferation, apoptosis, and DNA damage of NSCs were analyzed by flow cytometry and immunofluorescence. The results showed that the proliferation and apoptosis of NSCs were dose-dependently affected by THz irradiation time and average output power. The proliferation of hNSCs was more vulnerable to damage and apoptosis was more serious under the same terahertz irradiation conditions compared to those of mNSCs.

Keywords

Applied sciences | Medical imaging | Radiation physics.

Exposition:

THz
0,22 THz

EMF:data Auswertung

Einleitung

Bei Terahertz (THz)-Wellen handelt es sich um elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von 30 bis 3000 µm und einer Frequenz von 0,1 bis 10 THz. In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl von Anwendungen der THz-Technologie in verschiedenen Bereichen entwickelt, einschließlich Biologie, Medizin, Militär bzw. Sicherheitskontrollen, zerstörungsfreien Materialprüfung, Kommunikation und Datenübertragung. Ein Anwendungsbeispiel ist das kontaktlose Scanning bei Sicherheitskontrollen. Mit wachsenden Ansprüchen an Bandbreite und Datenkapazität ist die Nutzung von THz-Technologie im Zuge einer 6G-Entwicklung angedacht (D-Band, 0,1 – 0,17 THz). Die Erforschung biologischer Auswirkungen von THz-Feldern bildet die Grundlage und Voraussetzung für eine adäquate Bewertung der Sicherheit der THz-Technologien. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass THz-Felder den physiologischen Zustand von Zellen verändern können, inklusive Stressreaktion und Zellteilung. Eine abnormale Zusammensetzung des Spindelapparates und eine Fehlsegregation von Chromosomen wurden beobachtet, ebenso wie Hinweise auf DNA-Schädigungen. Da Stammzellen empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen sind, können diese als ein geeignetes Modell für die Erforschung der THz-Wirkung auf biologische Systeme angesehen werden. Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkung von 0,22-THz-Wellen auf murine neuronale Stammzellen (mNSZ) und humane neuronale Stammzellen (hNSZ).

Quelle: ElektrosmogReport Mai 2024 | 30. Jahrgang, Nr. 2

Studiendesign und Durchführung

Die mNSZ bzw. hNSZ wurden mit 25 mW/cm² oder 50 mW/cm² über 5 oder 10 Minuten bei einer Frequenz von 0,22 THz befeldet. Die Kontrollzellen erfuhren die gleiche Prozedur, wurden jedoch nicht befeldet. Mittels Durchflusszytometrie wurden Zellteilung und Apoptose der NSZ analysiert. Die Bestimmung von DNA-Schäden erfolgte immunohistochemisch (γH2A.X).

Ergebnisse

Im Vergleich zu den Kontrollen führte sowohl bei den mNSZ als auch den hNSZ die Befeldung mit 25 mW/cm² zu einer signifkanten Verringerung der Zellproliferation, wobei eine Dosis-Wirkungs-Beziehung festgestellt wurde. Die 10-minütige Befeldung führte zu einer stärkeren Beeinträchtigung der Proliferation als die 5-minütige. Selbst im Vergleich zur 5-minütigen Befeldung führte die 10-minütige zu einer signifikanten Reduktion der Zellteilung. Ein ähnliches Bild zeigte sich bei der höheren Feldintensität 50 mW/cm². Es wurde eine signifikante zeitabhängige Verminderung der Zellproliferation beobachtet, wobei im Vergleich zwischen 5- und 10-minütiger Befeldung ebenfalls eine signifikante Abnahme der Zellteilung stattfand. Im Vergleich der beiden Intensitäten bei 5-minütiger Befeldungsdauer führte sowohl bei den mNSZ als auch den hNSZ die höhere Dosis zu signifikant weniger Zellproliferation. Im Vergleich 25 mW/cm² (10 min) und 50 mW/cm² (10 min) wurde bei hNSZ, nicht jedoch den mNSZ eine statistisch signifikante Abnahme der Zellteilung dokumentiert. Insgesamt zeigten die hNSZ im Vergleich zu den mNSZ eine geringere Proliferationsrate.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die 4,9-GHz-Befeldung zu signifikanten, korrelierenden Veränderungen der Darmflora und des metabolischen Profils bei Mäusen geführt hat. Die Funktionen von Mikroorganismen des menschlichen Verdauungstraktes beinhalten Stoffwechsel, Verdauung, Absorption der Nährstoffe und Immunregulierung, um physiologische Körperfunktionen aufrechtzuerhalten. Die veränderten Metaboliten sind in Aminosäure-Stoffwechselwegen angereichert, welche unter anderem Auswirkungen auf physiologische Funktionen des Gehirns besitzen können. So ist beispielsweise verringerte NAAG (N-Acetylaspartylglutaminsäure) mit kognitiven Defiziten bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen assoziiert. Tryptophan ist der einzige Grundstoff für den Neurotransmitter Serotonin. Zum jetzigen Zeitpunkt vermuten die Autoren jedoch lediglich einen Zusammenhang zwischen gestörtem Darmmikrobiom, Stoffwechsel und depressionsähnlichem Verhalten, was die Arbeitsgruppe in einer früheren Studie über 4,9-GHz-Auswirkungen beobachtet hatte. Sie hypothesieren, dass das Ungleichgewicht des Stoffwechselprofils mit veränderter Immunregulation bzw. entzündlichen Prozessen zusammenhängen könnte, weitere Studien seien jedoch notwendig. (RH)