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

[MLO-Y4骨細胞とROS17/2.8骨芽様細胞の表現型とコネクシン43タンパク発現へのパルス電磁界の影響] med./bio.

Pulsed electromagnetic fields affect phenotype and connexin 43 protein expression in MLO-Y4 osteocyte-like cells and ROS 17/2.8 osteoblast-like cells

著者: Lohmann CH, Schwartz Z, Liu Y, Li Z, Simon BJ, Sylvia VL, Dean DD, Bonewald LF, Donahue HJ, Boyan BD
掲載誌: J Orthop Res 2003; 21 (2): 326-334
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この研究は、パルス化電磁界（PEMF）が骨細胞様細胞MLO-Y4および骨芽細胞様細胞ROS 17 / 2.8に及ぼす長期的な影響を調べた。その結果、MLO-Y4細胞培養において、1、2または4日間の8時間/日のPEMFばく露は、アルカリホスファターゼ活性を増加させたが、細胞数またはオステオカルシンへの影響は見られなかった；形質転換増殖因子ベータ1（TGFベータ1）およびプロスタグランジンE（2）が増加し、NO（2-）は変化した； TGF-ベータ1に対するPEMFの影響は、Cox-2ではなくCox-1が関与するプロスタグランジン依存性メカニズムを介していた；ROS 17 / 2.8細胞では、24、48または72時間のPEMFばく露は、細胞数、オステオカルシンmRNAまたはオステオカルシンタンパク質に影響しなかった；どちらの細胞でも、コネキシン43（Cx43）タンパク質が低下した；ばく露時間が長くなると、Cx43 mRNAが減少した、と報告している。

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研究目的（著者による）

To examine long term effects of pulsed electromagnetic fields (PEMFs) on MLO-Y4 osteocyte-like cells and ROS 17/2.8 osteoblast-like cells.

詳細情報

It was examined if MLO-Y4 cells respond to PEMFs with change in connexin 43 protein expression (essential for gap junction intercellular communication) and altered production of agents involved in bone remodeling; if prostaglandin (essential for the increase in gap junction formation) production modulates the effects of PEMFs; and if the response of osteocytes differs from that of osteoblasts.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 15 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 8 h/d on day 1
  • 磁束密度: 1.6 mT maximum (increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.)
ばく露2: 15 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 8 h/d for 2 days.
  • 磁束密度: 1.6 mT maximum (increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.)
ばく露3: 15 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 8 h/d for 4 days.
  • 磁束密度: 1.6 mT maximum (increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.)

ばく露1

主たる特性
周波数 15 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • pulsed
ばく露時間 8 h/d on day 1
Modulation
Modulation type pulsed
Rise time 200 µs
Additional information

Burst of 4.5 ms of 20 pulses.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
チャンバの詳細 Incubator with plastic shelves
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1.6 mT maximum 指定なし - increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.

ばく露2

主たる特性
周波数 15 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • pulsed
ばく露時間 8 h/d for 2 days.
Modulation
Modulation type pulsed
Rise time 200 µs
Additional information

Burst of 4.5 ms of 20 pulses.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1.6 mT maximum 指定なし - increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.

ばく露3

主たる特性
周波数 15 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • pulsed
ばく露時間 8 h/d for 4 days.
Modulation
Modulation type pulsed
Rise time 200 µs
Additional information

Burst of 4.5 ms of 20 pulses.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1.6 mT maximum 指定なし - increased within 200 µs and decreased to 0 within 25 µs.

Reference articles

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:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

It was shown for the first time that osteocytes respond to pulsed electromagnetic fields (PEMF) stimulation. PEMF affected the release of factors that modulate cell activity via autocrine and paracrine mechansims. PEMFs for 8h/day for one, two or four days increased alkaline phosphatase activity in MLO-Y4 cells but had no effect on cell number or osteocalcin level. Transforming growth factor (TGF)-β1 and prostaglandin E2 were increased, and NO2--level was altered. In ROS 17/2.8 cells, PEMFs for 24, 48 or 72h did not affect cell number, osteocalcin mRNA or osteocalcin protein level. PEMFs reduced connexin 43 protein in both cell cultures. Longer exposure decreased connexin mRNA.

研究の種別:

研究助成

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