手機，似乎早已成為“長”在當代人身上的一個重要器官。早晨睜開眼的第一件事兒，看手機；白天不帶手機幾乎寸步難行，時時刻刻需要check時間和資訊；結束了一天勞累的生活，最後一件事一定是玩會兒手機，伴機入眠……
不得不承認的是，科技在給人們帶來便利之外，必然也與“狠活”並存。比如：電磁（EM）輻射。
其實不僅是手機，人類日常生活中早已被由手機、基站和無線路由器等電子儀器發出的人工電磁訊號所侵佔。自20世紀50年代以來，人工電磁訊號的功率通量密度急劇增長、持續走高，已然升高到了自然水平的1018倍！
然而，現有證據表明，可見波之外的電磁輻射可導致動物的行為和病理改變。但電磁訊號究竟會引發怎樣的生物學效應，又是否存在潛在的健康危害呢？一直以來，是人們好奇且擔心的問題。
近日，西湖大學校長施一公及其團隊深入探究了電磁訊號的影響，得到了“驚心”的結論——24小時的低頻電磁刺激明顯改變了細胞的生長狀態，也就是說，電腦、手機等電子裝置所包含的10kHz電磁訊號恐會顯著影響細胞生長！該研究發表在Bioelectrochemistry上。
https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2023.108554
事實上，電磁訊號誘發的生物學效應往往比較溫和，同時很難被監測到，因此想要擴大作用強度和識別關鍵產物勢必得增強電磁場。然而，在較大的生物系統中，強電磁場帶來的熱效應非常明顯，不利於觀測非熱生物電磁反應的機理。
為解決上述問題，研究團提出了一種微製造的、配備3D三維電晶體的低頻電磁刺激晶片實驗室，可用於顯微鏡下觀察電磁對細胞系的影響。
電磁刺激細胞的流程圖
緊接著，研究者使用任意波形發生器給兩組細胞施加10Vpp（電壓）、10kHz（頻率）的電磁訊號，並保持在37◦C、5%CO2和100%溼度的環境下培養24小時；另有兩組在無電磁刺激下培養。
顯微鏡下顯示，經過24小時的電磁刺激後，細胞密度明顯低於對照組。這意味著，在10kHz訊號的影響下，細胞生長受到了明顯抑制。因此，特定的電磁刺激可能會影響到細胞的死亡或增殖過程。
顯微鏡下的細胞變化情況（A-B為對照組，C-D為實驗組）
不僅如此，研究者還進一步觀察了細胞形態的變化情況。在電磁刺激下，細胞的幾何形狀並未出現明顯的變化；但研究者觀察到，在電極片之間存在大量的碎片，很可能是死亡細胞產生的。
可見，細胞對低頻電磁訊號非常敏感，特定的電磁刺激與細胞死亡之間恐存在千絲萬縷的聯絡。
10kHz的電磁輻射在生活中很常見，無論是大自然的閃電中，還是我們日常使用的手機或電腦輻射中，均包含了10kHz頻段。因此，探明電磁輻射對生物體的影響，包括細胞層面的破碎、死亡和凋亡等等，具有非常重要的意義。
電磁波頻率分佈圖
當然，電磁輻射遠不僅限於10kHz，更廣泛來說，與人類息息相關的稱為射頻電磁輻射（RF EMR）。RF EMR的頻率範圍從3kHz到300GHz不等，生活中最為常見的行動電話、藍芽和WIFI裝置等釋放出的約2.4GHz頻率的電磁輻射均屬於RF EMR範疇。
先前，施一公及其團隊還曾深入探究了RF EMR對大腦中特定細胞的影響。結果顯示：RF EMR以波形和細胞型別依賴的方式調節了大腦中少突膠質細胞的轉錄因子C/EBPβ表達和功能，可能會產生意想不到的生物效應。
https://doi.org/10.3390/ijms241311131
在中樞神經系統中，神經元是神經系統最基本的結構和功能單位，亦是負責資訊傳遞的重要細胞。從結構來看，在神經元細胞的軸突外面包繞著的一層膜稱為髓鞘，它決定了神經元動作電位的速度和效率。
髓鞘主要由少突膠質細胞構成，但後者的作用遠不止於此。除了軸突絕緣能力外，少突膠質細胞還為神經元提供新陳代謝的支援，並誘導鈉通道的聚集，為跳躍傳導打下基石。此外，少突膠質細胞在肌萎縮性脊髓側索硬化症等神經退行性疾病中發揮著重要功能，同時能夠調節抑鬱障礙、睡眠和覺醒以及膠質母細胞瘤等。
而在少突膠質細胞中，存在著這樣一個轉錄因子——C/EBPβ。它能夠調節多種生理活動，包括自噬、髓系分化、炎症、突觸可塑性以及膠質母細胞瘤的病因。C/EBPβ，也是本論文中的重點研究物件。
神經元的結構（圖源：百度百科）
為了調查生活中最常見的2.4GHz EMR暴露對大腦的影響，研究者將四種型別的腦細胞，包括少突膠質細胞、神經元、小膠質細胞和原發性星形膠質細胞，置於連續或脈衝調製的波導暴露裝置中，分別持續6小時和48小時。
RNA測序結果顯示，在6小時的脈衝RF EMR作用後，少突膠質細胞C/EBPβ的mRNA水平明顯上調，48小時的作用也有著類似影響。但在連續RF EMR的影響下，這種水平增加得並不顯著。
具體來說，C/EBPβ mRNA能夠產生三種不同的蛋白質異構體，均是從單個C/EBPβ mRNA翻譯而來的。在無線電子裝置的常見電磁輻射波作用6小時下，尤其是脈衝RF EMR，C/EBPβ異構體的表達水平顯著改變，LAP1、LAP2和LIP的表達明顯增加。
總結而言，短時間地接觸脈衝射頻輻射，更有可能破壞少突膠質細胞中C/EBPβ的轉錄和表達。
2.4GHz EMR影響下少突膠質細胞中C/EBPβ出現變化
在少突膠質細胞中，轉錄因子C/EBPβ透過募集不同的蛋白，來發揮其轉錄活性。
然而，在經歷6小時的輻射後，研究者檢測到的大部分C/EBPβ相互作用蛋白的表達也明顯上調，這與C/EBPβ表達的變化一致。可見，2.4GHz EMR對C/EBPβ的影響並不是單方面的，還增加了相互作用蛋白的表達，進一步影響轉錄過程。
在6小時RF EMR作用下，C/EBPβ相互作用蛋白表達也出現了改變
由於擔心人腦長時間接觸行動電話帶來的不良後果，一直以來，科學家致力於探究射頻電磁輻射與腦腫瘤之間關係。早期研究發現，使用行動電話不會明顯增加罹患腦腫瘤的風險；但近期卻有動物實驗顯示，長期暴露於CDMA手機的射頻輻射中，恐會升高大鼠惡性膠質瘤的發病率。
而本研究中，研究團隊證實，2.4GHz的射頻輻射能夠改變少突膠質細胞中C/EBPβ的表達和轉錄活性。因C/EBPβ在膠質母細胞瘤中發揮著重要作用，所以研究者擔心，暴露於無線電子裝置的2.4GHz電磁輻射中，或與膠質母細胞瘤發展之間存在潛在聯絡。
當然，僅憑這一項研究無法明確射頻輻射能誘發膠質母細胞瘤，但施一公團隊此前在國際著名學術期刊美國科學院院報（PNAS）上刊登的研究，明確了長時間暴露於2.4GHz EMR會影響小鼠睡眠，顯著增加總清醒時間。
https://doi.org/10.1073/pnas.2105838118
結果顯示，長時間暴露於常見的無線電子裝置釋放出來的2.4GHz電磁輻射，會減少非快速眼動睡眠（NREM）和快速眼動睡眠（REM）時間，並相應增加清醒時間。
可見，長期無線範圍的電磁輻射暴露確實能夠引起生物體的特定生理反應，但不同頻率的電磁輻射可能存在著不同的生物效應，比如10kHz恐限制細胞生長，而2.4GHz可能會誘發腦腫瘤以及影響睡眠。
上述研究提醒我們，千萬別成為手機及其他電子裝置的奴隸！之前有研究顯示，手機射頻電磁波的大小與距離成反比，即隨著距離增加，手機射頻電磁波的值越來越小。因此，看完這篇文章就放下手機，遠離“最近”的電磁輻射，走進“現實世界”吧！
參考資料：
[1]Huang B, Zhao W, Cai X, Zhu Y, Lu Y, Zhao J, Xiang N, Wang X, Deng H, Tang X, et al. Expression and Activity of the Transcription Factor CCAAT/Enhancer-Binding Protein β (C/EBPβ) Is Regulated by Specific Pulse-Modulated Radio Frequencies in Oligodendroglial Cells. International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(13):11131. https://doi.org/10.3390/ijms241311131
來自：生物谷