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

[培養されたマウス骨髄間葉系幹細胞の増殖および分化に対する低強度電磁界の影響] med./bio.

Effects of Low-Intensity Electromagnetic Fields on the Proliferation and Differentiation of Cultured Mouse Bone Marrow Stromal Stem Cells.

掲載誌: Phys Ther 2012; 92 (9): 1208-1219

この研究は、低強度の電磁界EMF;0.5 mT、50 Hz)が細胞の細胞増殖分化、および周期に与える影響を調べために、マウスの骨髄間葉幹細胞(BMSC)を用いたインビトロ実験、並びにEMFばく露を受けたBMSCを移植したマウスでのインビボ実験を行った。3世代継代培養され、回収されたBMSCを4群に分けた。すなわち、対照群骨形成誘発剤添加群、磁界ばく露群、骨形成誘発剤+磁界ばく露群である。磁界ばく露は1日8時間で最長12日間実施した。細胞増殖はMTTアッセイで評価、アルカリホスファターゼ活性は3日目、7日目、および10日目に比色分析により測定、細胞周期の変化は7日目に分析、骨結節形成は12日目に分析、コラーゲンI遺伝子発現は10日目に逆転写ポリメラーゼ連鎖反応RT-PCR)で調べた。次に、磁界ばく露群と対照群のBMSCを、適切な足場材を用いてマウス(n = 8)の左右の大腿骨皮質骨に別々に移植した。4匹を4週間後、残り4匹を8週間後に屠殺し、骨切片標本をヘマトキシリンエオシンで別々に染色した。その結果、EMF(0.5 mT、50 Hzばく露は、細胞増殖を加速し、細胞分化促進し、G2/ M+S 期の細胞割合を増加させることが示された;ばく露群は、対照群に比べ、コラーゲンIのmRNAレベルが有意に高かった;骨形成誘発剤+磁界ばく露群では骨結節形成がすぐに見られた;骨切片のヘマトキシリンおよびエオシン染色により、ばく露細胞移植された骨での骨組織の明らかな剥離が示された、と報告している。

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研究目的(著者による)

To determine the effects of magnetic fields on the proliferation and differentiation in bone marrow mesenchymal stem cells of mice.

詳細情報

Two experiments were conducted. In the first experiment, bone marrow cells of mice were submitted to one of the following treatments: 1.) control group, 2.) osteogenesis-inducing medium, 3.) magnetic field-exposure and 4.) osteogenesis-inducing medium + magnetic field-exposure.
In a second experiment, unexposed and exposed bone marrow cells were inserted into the femurs of mice (n=8). Every mouse received both kinds of cells, into the left and the right femur, respectively. 4 mice were sacrificed and examined after 4 weeks, the other 4 mice after 8 weeks.

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: 8 h/day for up to 12 days

ばく露1

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 8 h/day for up to 12 days
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 0.5 mT - - - -

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:
調査の時期:
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

In the first experiment, in cell cultures exposed to magnetic fields, the cell proliferation and the percentage of cells in the G2 phase/mitosis + S phase were significantly increased in comparison to the control group. Additionally, mineralization and differentiation was enhanced in magnetic field-exposed cell cultures when compared to control samples: the gene expression of collagen was significantly upregulated, the enzyme activity of the alkaline phosphatase was significantly increased and more calcified nodules were observed.
In the second experiment, the bone healing in the right femur (exposed cells) was significantly more sophisticated when compared to the left femur (unexposed cells), especially after 8 weeks.
The authors conclude that magnetic field-exposure of bone marrow mesenchymal stem cells of mice could increase cell proliferation and cell differentiation.

研究の種別:

研究助成

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