目的:以原代小鼠骨髓基质细胞为研究对象,建立低剂量微波辐射诱导适应性反应细胞模型,分析低剂量微波辐射与ROS产生及NF-κB活化的相关性,探讨低剂量微波辐射诱导适应性反应的可能机理。方法:1.低剂量微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞适应性反应模型的建立制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为6组:对照组、微波照射组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、假照射组(细胞置于微波辐照装置中,不给予微波照射)、γ射线照射组(1.5 Gy 60Co-γ射线照射,剂量率0.376 Gy/min)、微波复合组(900MHz,120μW/cm2微波照射,4h/d,连续5d,照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线照射)、假照射复合组(假照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线照射)。γ射线照射结束后,立即收集细胞,用碱性单细胞凝胶电泳实验和γ-H2AX焦点形成试验检测细胞DNA单、双链损伤。2.ROS在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用(1)低剂量微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞产生ROS:制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为6组:对照组、褪黑素组(500n M褪黑素处理细胞)、微波照射组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、假照射组(细胞置于微波辐照装置中,不给予微波照射)、褪黑素+微波组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、H2O2组【培养液中1:1000(V/V)浓度加入H2O2,处理细胞20~30分钟】,处理结束后立即收集细胞,用试剂盒测定细胞内ROS水平。(2)ROS在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用:制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为6组:对照组、微波照射组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、褪黑素+微波组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、γ射线照射组(1.5 Gy 60Co-γ射线照射,剂量率0.376Gy/min)、微波复合组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d,照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线)、褪黑素+微波+γ射线组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d,微波照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线)。照射结束后,立即进行碱性单细胞凝胶电泳实验和γ-H2AX焦点形成试验,检测细胞DNA单、双链损伤。3.NF-κB活化在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用(1)低剂量微波辐射诱导NF-κB活化:制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为3组:对照组、微波照射组(900MHz,120μW/cm2的微波辐照,4h/d,连续5d)、假照射组(细胞置于微波辐照装置中,不给予微波照射)。于微波照射结束后0、0.5、1、2、4、6小时收集细胞,提取细胞胞浆和胞核蛋白,用Wsetern Blot检测NF-κB表达水平。(2)NF-κB活化在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用:制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为6组:对照组、微波照射组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、BAY 11-7082+微波组(10μM BAY 11-7082处理30分钟,然后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、γ射线照射组(1.5 Gy 60Co-γ射线照射,剂量率0.376 Gy/min)、微波复合组(900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d,照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线)、BAY 11-7082+微波+γ射线组(10μM BAY11-7082处理细胞,30分钟后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d,微波照射结束4小时后给予1.5 Gy 60Co-γ射线照射)。照射结束后立即进行碱性单细胞凝胶电泳实验和γ-H2AX焦点形成试验检测细胞DNA单、双链断裂。4.ROS在低剂量微波辐射诱导的NF-κB活化中的介导作用:制备小鼠骨髓基质细胞,随机分为3组:对照组、褪黑素+微波组(500n M褪黑素处理细胞,4小时后给予900MHz,120μW/cm2的微波照射,4h/d,连续5d)、假照射组(细胞置于微波照射装置中,不给予微波照射)。微波照射结束后0、0.5、1、2、4、6小时收集细胞,提取细胞胞浆和胞核蛋白,Wsetern Blot检测NF-κB表达水平。结果:1.低剂量微波辐射诱导小鼠骨髓基质细胞适应性反应模型的建立(1)与对照组相比,假照射组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均无显著变化(P>0.05);与单纯γ射线照射组相比,假照射与γ射线复合组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均无显著变化(P>0.05),说明微波假照射对DNA损伤无明显影响。(2)与对照组相比,微波照射组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均无明显变化(P>0.05),γ射线照射组细胞尾长、尾矩明显增大(P<0.0001),γ-H2AX焦点形成数量明显增加(P<0.0001),说明微波照射对DNA损伤无明显影响,而γ射线暴露可导致明显的DNA单链和双链损伤。(3)与单纯γ射线照射组相比,微波复合组细胞彗星尾长、尾距明显减小(P<0.0001),γ-H2AX焦点形成数量明显降低(P<0.0001),说明低剂量微波辐射能够诱导适应性反应,拮抗γ射线暴露导致的DNA单链和双链损伤。2.ROS在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用(1)与对照组相比,褪黑素组和假照射组细胞内ROS水平均无显著变化(P>0.05),说明褪黑素和微波假照射对细胞内ROS水平无明显影响。(2)与对照组相比,微波照射组和H2O2组细胞内ROS水平均显著升高(P<0.01),说明微波照射和H2O2处理可诱导细胞内ROS水平显著升高。(3)与微波组相比,褪黑素+微波组细胞内ROS水平显著降低(P<0.05),说明褪黑素预处理能明显清除细胞内微波诱导产生的ROS。(4)与对照组相比,微波照射组、褪黑素+微波组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均无显著变化(P>0.05),γ射线照射组细胞尾长、尾矩明显增大(P<0.01),γ-H2AX焦点形成数量明显增多(P<0.0001),说明微波照射和褪黑素对DNA损伤无明显影响,而γ射线暴露可导致明显的DNA单链和双链损伤。(5)与单纯γ射线照射组相比,微波与γ射线复合照射组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均有显著变化(P<0.0001),说明低剂量微波辐射能够诱导适应性反应,拮抗γ射线暴露导致的DNA单链和双链损伤。(6)与微波复合照射组相比,褪黑素+微波+γ射线组细胞彗星尾长、尾距明显增大(P<0.01),γ-H2AX焦点形成数量明显增多(P<0.0001),说明褪黑素预处理后再给予微波+γ射线照射可抑制微波诱导适应性反应产生。3.NF-κB活化在低剂量微波辐射诱导适应性反应中的作用(1)与对照组相比,假照射组细胞胞浆和胞核中NF-κB水平均无显著变化(P>0.05),说明微波假照射对NF-κB活化无显著影响。(2)与对照组相比,微波照射组胞核内NF-κB随照射后时间增加而升高(P<0.01),胞浆内NF-κB表达水平随时间增加而降低,说明微波诱导NF-κB的活化,活化后的NF-κB由细胞浆移位进入细胞核。(3)与微波组相比,BAY 11-7082+微波组胞浆和胞核内NF-κB水平均明显降低(P<0.01),说明NF-κB抑制剂BAY 11-7082预处理可抑制微波诱导NF-κB活化。(4)与对照组相比,微波照射组、BAY 11-7082+微波组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均无显著差异(P>0.05),γ射线照射组细胞尾长、尾矩明显增大(P<0.0001),γ-H2AX焦点形成数量明显增多(P<0.0001),说明微波照射和NF-κB抑制剂BAY 11-7082对DNA损伤无明显影响,而γ射线暴露可导致明显的DNA单链和双链损伤。(5)与单纯γ射线照射组相比,微波复合照射组细胞彗星尾长、尾距及γ-H2AX焦点形成数量均有显著差异(P<0.0001),说明低剂量微波辐射能够诱导适应性反应,拮抗γ射线暴露导致的DNA单链和双链损伤。(6)BAY 11-7082+微波+γ射线组与微波复合照射组相比,细胞彗星尾长、尾距明显增大(P<0.01),γ-H2AX焦点形成数量明显增多(P<0.0001),说明NF-κB抑制剂预处理后再给予微波+γ射线照射可抑制微波诱导适应性反应产生。4.ROS在低剂量微波辐射诱导的NF-κB活化中的介导作用(1)与对照组相比,假照射组细胞胞浆和胞核中NF-κB水平均无显著变化(P>0.05),说明微波假照射对NF-κB活化无明显影响。(2)与对照组相比,褪黑素+微波组胞核内NF-κB随照射后时间增加并无显著变化(P>0.05),说明褪黑素预处理后再给予微波照射可通过抑制微波诱导ROS产生,继而抑制NF-κB活化。结论:1.预先给予900MHz,120μW/cm2低剂量微波辐射能够诱导小鼠骨髓基质细胞产生适应性反应,减轻γ射线致小鼠骨髓基质细胞DNA单链和双链损伤。2.900MHz,120μW/cm2微波辐射能够诱导细胞产生ROS,ROS诱导细胞内NF-κB活化,进而诱导适应性反应。