Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Combined effects of flow-induced shear stress and electromagnetic field on neural differentiation of mesenchymal stem cells. med./bio.

[Kombinierte Wirkungen einer strömungsinduzierten Scherbelastung und eines elektromagnetischen Felds auf die neuronale Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen].

Veröffentlicht in: Electromagn Biol Med 2016; 35 (2): 161-166

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Ko-Exposition von Knochenmark-abgeleiteten mesenchymalen Stammzellen der Ratte bei einem 60 Hz-Magnetfeld und strömungsinduzierter Scherbelastung auf die neurale Differenzierung untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Es konnte bereits gezeigt werden, dass eine separate Exposition bei strömungsinduzierter Scherbelastung (mechanischer Stress) oder magnetischen Feldern förderlich bei der neuralen Differenzierung von Zellen ist (siehe Cho et al. 2012 und Kim et al. 2013). Allerdings wurde noch keine Kombination beider Maßnahmen untersucht und die Autoren vermuten eine synergistische Wirkung bei einer Ko-Exposition.
Die Zellen wurden in die folgenden Gruppen eingeteilt: 1) Ko-Exposition bei dem Magnetfeld und strömungsinduzierter Scherbelastung, 2) Exposition bei dem Magnetfeld, 3) Exposition bei strömungsinduzierter Scherbelastung, 4) Kontrollgruppe.
Nach der Exposition wurden die Zellen erneut kultiviert und nach einer Stunde, 9 Stunden, einem Tag, 3 Tagen und 6 Tagen Inkubation untersucht.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 60 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde

Allgemeine Informationen

fluid shear stress in groups 1 and 3 was 15 dynes/cm2

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 60 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 Stunde
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau solenoid had a length of 10 cm, 400 loops and a radius of 2.5 cm; it was placed into a water jacket to maintain constant temperature of 37°C; system was combined with shear force system and cells flowed constantly through a microfluidic chamber placed on top of the solenoid
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 17,01 mT - gemessen - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Zellen, die entweder bei dem Magnetfeld (Gruppe 2) oder bei strömungsinduzierter Schersbelastung (Gruppe 3) exponiert waren, sowie Zellen der Kontrollgruppe (Gruppe 4) zeigten im Lichtmikroskop eine abgeflachte, spindelförmige und Fibroblasten-ähnliche Morphologie. Im Gegensatz dazu wurden in der Ko-Expositions-Gruppe (Gruppe 1) einige Zellen mit schmalen, länglichen, Axon-artigen Ausstülpungen beobachtet, d.h. einem neuralen Phänotyp.
Die Nestin-Proteinexpression war in Gruppe 1 im Vergleich zur Kontrollgruppe 1, 3 und 6 Tage nach der Exposition signifikant erhöht. Alle anderen Gruppen zeigten nur eine geringfügige Nestin-Proteinexpression. CD31 wurde nur in 1% aller Zellen in Gruppe 1 exprimiert, was anzeigte, dass nahezu keine Endothel-Zellen vorhanden waren.
Die Autoren schlussfolgern, dass eine Ko-Exposition von Knochenmark-abgeleiteten mesenchymalen Stammzellen der Ratte bei einem 60 Hz-Magnetfeld und strömungsinduzierter Scherbelastung eine synergistische Wirkung haben könnte und somit die neurale Differenzierung fördern könnte.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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