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

[超低周波(50Hz)電磁界へのばく露は成獣のC57BL/6マウスの海馬における神経新生を強める] med./bio.

Exposure to extremely low-frequency (50 Hz) electromagnetic fields enhances adult hippocampal neurogenesis in C57BL/6 mice.

掲載誌: Exp Neurol 2010; 226 (1): 173-182

研究目的(著者による)

50Hz超低周波電磁界ばく露がイン・ビボで成獣の海馬における神経新生に影響を及ぼすかどうかを調べること、また、その場合、作用の根底にある分子メカニズムと、それがシナプスの可塑性に及ぼす機能的インパクトを同定すること。

詳細情報

著者らは先行研究(Piacentini他、2008)で、イン・ビトロでの超低周波電磁界ばく露皮質の神経幹細胞神経分化を有意に強め、この影響にはCav1-カルシウムチャネル発現及び活動の上方制御が介在することを証明した。

マウス71匹をばく露群(n=38)及び偽ばく露群(n=33)に分けた:4日目にばく露群の3匹をRT-PCRに、3匹をウェスタンブロット分析に用いた(4日目の理由は転写因子遺伝子発現分化プロセスに進めるため)。ばく露群の14匹を7日目(最後のばく露セッションの24時間後)、5匹を37日目(ばく露の30日後、生存率及び新生ニューロンの統合を調べるため)に免疫蛍光分析に用いた。加えて、ばく露群の13匹を37日目に長期増強実験に用いた。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 7 h/day on 4 days
expression of specific genes and proteins
ばく露2: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 1 h/day (n=3 mice), 3 h/day (n=3) or 7 h/day (n=13) on 7 days
neuronal differentiation (immune reactivity)
ばく露3: 50 Hz
ばく露時間: continuous for 7 h/day on 7 days
synaptic plasticity and immune reactivity

ばく露1

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 7 h/day on 4 days
Additional information expression of specific genes and proteins
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 mouse placed in a plastic cage inside a Plexiglas cylinder with a diameter of 20 cm that was positioned inside a solenoid
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1 mT - 測定値 - -

ばく露2

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 1 h/day (n=3 mice), 3 h/day (n=3) or 7 h/day (n=13) on 7 days
Additional information neuronal differentiation (immune reactivity)
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
Additional information injection of 5-bromodeoxyuridine before exposure
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1 mT - 測定値 - -

ばく露3

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 7 h/day on 7 days
Additional information synaptic plasticity and immune reactivity
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
Additional information injection of 5-bromo-deoxyuridine before exposure
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1 mT - 測定値 - -

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:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

7日間の超低周波電磁界ばく露は、成獣マウスの歯状回での神経新生を有意に強めた。これはBrdU及びダブルコルチン(未成熟なニューロンマーカー)について二重標識した(免疫反応性の)細胞の数の増加として示された。

海馬抽出液の定量的RT-PCR分析では、ばく露によるプロニューロナル遺伝子Mash1, NeuroD2, Hes1)及びCav1.2カルシウムチャネルアルファ1Cサブユニットをエンコードする遺伝子発現有意な増加が明らかになった。NeuroD1、NeuroD2及びCav1チャネルのタンパク質発現の増加も、ウェスタンブロット分析によって示された。

免疫蛍光実験では、ばく露の30日後に、新生の未成熟なニューロンの約半分が生存し、成熟した歯状回顆粒細胞になり(分化したニューロンマーカーである、BrdU及びNeuNの両方に対する免疫反応性によって示された)、歯状回顆粒細胞層に統合されたことが示された。

電気生理学的実験では、新たな成熟ニューロンは、長期増強の増加に反映されたように、海馬シナプス可塑性に影響力を及ぼしたことが証明された。

このデータは、超低周波電磁界ばく露はイン・ビボでの神経新生の増加のための有効なツールとなり得ること、及び、それが再生医療における新たな治療アプローチの開発につながり得ることを示している。

研究の種別:

研究助成

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