鞘氨醇1磷酸（S1P）调控50Hz工频磁场促增殖效应的机制研究

Sphingosine-1-phosphate (S1P) is an intracellular second messenger which plays important roles in intracellular signaling transduction pathways. Increased S1P production has been implicated in various physiological and pathophysiological processes. However, up till now there is no report whether S1P is involved in the biological effects induced by electromagnetic field (EMF) exposure. In recent studies, we found that exposure to 50Hz magnetic field (MF) increased the intracelluar S1P level, and the increased S1P could regulate cell proliferation induced by 50Hz MF. In order to explore the mechanisms of S1P regulating the MF-induced cell proliferation, based on previous studies, the effects of 50 Hz MF exposure on S1P metabolism, transport and receptor interaction, and the specific signaling molecules/pathways of S1P related to 50Hz MF will be investigated using kinase activity analysis, confocal microscopy immunofluorescence technique, western blot and high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) in the present study. The research would supply scientific data for preventing the harmful effects and applying the useful effects of electromagnetic fields.

鞘氨醇1磷酸（S1P）是细胞内脂类第二信使，在许多生理和病理过程的信号转导中发挥关键的作用。然而，S1P是否参与电磁场生物效应过程，国内外尚未见相关报道。我们在近期研究中发现，50Hz工频磁场暴露不仅能显著增加细胞内S1P含量，而且，S1P可参与调控工频磁场诱导的细胞增殖效应。因此，本项目拟在前期研究成果的基础上，应用激酶活性分析、激光共聚焦免疫荧光技术、western blot技术以及高效液相色谱串联质谱分析等方法，通过研究工频磁场暴露对细胞内S1P代谢、转运和受体作用的影响，以及细胞内工频磁场相关的S1P特异性信号转导通路，旨在揭示S1P对工频磁场促细胞增殖效应的调控机制，为电磁场不良效应的防治以及正效应的应用提供科学依据。

电力业的大力发展和电器设施的广泛应用导致环境极低频磁场的强度日益增强。极低频场暴露产生的潜在不良健康效应，尤其是致癌效应，越来越受到世人的关注和担忧。然而，迄今为止，极低频磁场生物效应的机制尚不清楚，制约着人类对电磁场生物效应的认识。本项目在国家自然科学基金的资助下，以FL细胞为模型，探索了神经鞘氨醇1磷酸（S1P）及其相关信号通路在50Hz工频磁场暴露诱导细胞增殖效应中的作用，获得了如下结果：.1．在前期研究的基础上，利用高效液相色谱串联四级杆质谱（high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS）检测等方法，进一步证实50Hz工频磁场通过激活鞘氨醇激酶1（SphK1），生成S1P，并活化ERK激酶，诱导细胞的增殖效应； .2．利用特异性抑制剂剂及外加S1P等方法，揭示了50Hz工频磁场暴露诱导合成的S1P通过外泌方式活化自身受体S1PR1和S1PR3，经SphK-S1P-S1PRs 信号级联激活ERK激酶；.3．利用Western Blot等方法发现，50Hz工频磁场暴露可活化AKT激酶，继而调控SphK-S1P-S1PRs信号级联；.4．发现50Hz工频磁场暴露通过作用细胞L-型钙通道增加钙内流，活化SphK1及其下游信号分子ERK激酶和PKCα，促进细胞增殖；.5．初步证实50Hz工频磁场诱导的SphK1通过不同的途径活化ERK激酶和PKCα，而且SphK1与ERK激酶之间可能存在正反馈作用。 .总之，通过该项目的研究，初步揭示了工频磁场暴露诱导细胞增殖的信号转导分子机制，为极低频磁场生物效应的阐明以及极低频磁场潜在不良健康效应的防控提供基础。