研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[直流電界はNADPHオキシダーゼ由来の活性酸素種により口腔粘膜がん細胞にアポトーシスを誘導する] med./bio.

Direct current electrical fields induce apoptosis in oral mucosa cancer cells by NADPH oxidase-derived reactive oxygen species

著者: Wartenberg M, Wirtz N, Grob A, Niedermeier W, Hescheler J, Peters SC, Sauer H
掲載誌: Bioelectromagnetics 2008; 29 (1): 47-54
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この研究は、電磁界が口腔粘膜癌がん細胞のアポトーシスに影響するか否かを調べた。直流電界（電界強度2〜16 V / m）下で、24時間、口腔粘膜がん細胞UM-SCC-14-Cを培養した。その結果、用量依存的な細胞増殖の低下が見られた（Ki-67免疫組織化学により評価）；サイクリン依存性キナーゼ（CDK）阻害因子p21（cip1 / waf1）およびp27（kip1）（両者は細胞周期の停止に関連する）の増加が見られた；電界処理（4 V / m、24時間）は、切断型カスパーゼ-3とポリ-（ADP-リボース）-ポリメラーゼ-1（PARP-1）の免疫組織化学分析によって評価されたアポトーシスを増加させた；活性酸素種（ROS）生成、NADPHオキシダーゼサブユニットおよびHsp70の発現増加も観察された；また同じ処理条件で、Cu / Znスーパーオキシドジスムターゼの発現増加、還元型グルタチオン（GSH）の細胞内濃度低下が示されたが、カタラーゼの発現は変化しなかった；フリーラジカルスカベンジャーであるN-アセチルシステイン（NAC）とスーパーオキシドジスムターゼ模倣EUK-8で事前処理した場合、カスパーゼ-3とPARP-1の誘導は消失した；これらの知見から、口腔粘膜がん細胞のアポトーシスは、直流電界に反応したROS生成によって開始されることが示唆された、と報告している。

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研究目的（著者による）

This study was performed to investigate the effects of electrical fields on apoptosis of oral mucosa cancer cells in vitro.

詳細情報

As the presence of more than one dental alloy in the oral cavity often causes direct currents and voltage the cellular apoptosis mechanisms on oral mucosa cancer cells exposed to electric fields should be investigated. Oxidation-reduction using amongst others free radical scavengers were characterized in particular.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1:
  • DC/static
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 24 h

ばく露1

主たる特性
周波数
  • DC/static
タイプ
  • electric current
波形
  • pulsed
ばく露時間 continuous for 24 h
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 900 ms
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
ばく露装置の詳細 14 silver electrodes with a distance of 5 cm placed into the culture medium at the border of the petri dish; for each pulse a different electrode pair was used to generate a rotating field
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電界強度 2 V/m minimum - - -
電界強度 16 V/m maximum - - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
  • oral cavity
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

The electrical fields exposure to oral mucosa cancer cells, dose-dependently resulted in decreased cell proliferation, increased cell cycle arrest, and increased apoptosis. Furthermore, robust reactive oxygen species generation, increased expression of NADPH oxidase subunits as well as heat shock protein 70 was observed.
These results and the observation with free radical scavengers suggest that apoptosis in oral mucosa cancer cells is initated by reactive oxidative species generation in response to direct current electrical field exposure.

研究の種別:

研究助成

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