TFAM在1.8GHz射频电磁辐射致人晶状体上皮细胞线粒体氧化损伤中的作用及机制研究

Possible healthy effects induced by radiofrequency fields (RF) radiation have aroused the public concerns, as long-time cell phone RF radiation may cause cataract. Our previous experiments have demonstrated that the oxidative damage in human lens epithelial cells（LECs) induced by RF radiation may be related to the damage of mitochondria and the protein concentration of mitochondrial transcription factor A （TFAM）was decreased in the mitochondria. The aim of this project is to elucidate the role of TFAM in regulation of mitochondria damage after RF radiation in LECs and its underlying mechanism through the established RF radiation LECs model. In present study, the mitochondrial function, structure changes and the mtDNA damage in LECs exposed to1.8 GHz RF will be detected though transmission electron microscopy, respiratory chain assay and nuclear structure assay; the effect of TFAM protein in RF radiation induced mitochondria damage and mtDNA damage will be investigate though ChIP and rescue experiment; the mitochondrial subnormal membrane transport system for TFAM will be detected by mitochondria extract, Co-IP and shRNA. This study will describe the role of TFAM in RF radiation induced mitochondria damage, castlight on the molecular mechanisms of mitochondria’s response to RF radiation, These expected findings will provide new therapeutic strategies for LECs damage by targeting RF radiation, and will be beneficial to the population and communities.

射频（RF）电磁辐射的健康效应备受公众关注，如长期低剂量手机射频辐射（微波频段）可能致白内障。本课题组前期实验表明RF辐射对人晶状体上皮细胞（LECs）产生的氧化损伤可能和线粒体功能受影响有关，并发现RF使线粒体内关键蛋白TFAM表达水平降低。为研究TFAM在RF辐射致线粒体损伤中的作用并深入探索其机制，本项目拟通过建立RF辐射LECs模型，利用透射电镜、免疫荧光、核样结构检测等方法全面检测RF辐射下线粒体结构及mtDNA的损伤情况；利用染色质免疫共沉淀、基因调控回复试验等技术首次探讨TFAM在RF辐射致LECs线粒体损伤和mtDNA损伤中的作用及调节机制；利用线粒体提取、免疫共沉淀、关键基因沉默等方法分析RF对TFAM线粒体跨膜转运的影响。本项目预期系统阐明TFAM在RF辐射致LECs线粒体损伤中的作用及调控机制，有望为RF辐射性LECs损伤防治提供理论依据，具有积极的社会意义。

环境电磁场辐射的可能健康危害备受公众关注。晶状体作为人体眼中最重要的屈光介质，对维持正常视觉功能起到关键作用。研究表明射频辐射可致晶状体特别是晶状体上皮细胞损伤产生白内障，过去认为RF所致白内障是微波热效应所致，但低强度的微波非热效应损伤也成为如今的热点。但是目前为止，低强度射频辐射导致晶状体上皮细胞损伤机制尚不清楚。.本项目基于前期工作基础，以晶状体上皮细胞SRA为研究模型，探索了2 W/kg 1.8 GHz射频电磁场暴露对SRA细胞的影响，取得一下研究进展、重要结果及关键数据：1）发现射频电磁场未引起显著的SRA细胞线粒体功能损伤，对线粒体TFAM基因的表达也没有产生显著影响，但是射频电磁场处理6 小时，HSP60、HSP70、TIM23和TIM44mRNA的表达并未发生显著改变。当暴露时间延长至12 小时，HSP60、HSP70、TIM23和TIM44的表达上调。此外，我们发现TOM40在6 h时表达下调，12 h时表达上调。2）射频电磁场处理1 小时、3小时、6 小时可以显著引起SRA细胞的转录和翻译，射频电磁场处理不同的时间，SRA细胞的转录本和蛋白质表达谱发生了显著变化，同时我们筛选了差异表达的基因和蛋白质。.综上，本项目初步探索了射频电磁场对SRA细胞线粒体的损伤，以及检测了线粒体跨膜转运蛋白在细胞响应射频电磁场中作用，并利用多组学技术探索了射频电磁场引起细胞生物学效应的关键分子的改变，为后续研究利用多组学技术探索电磁场弱物理效应机制提供基础。