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

[強磁界影響下での付着細胞配向の定量分析] med./bio.

Quantitative analysis of adherent cell orientation influenced by strong magnetic fields

著者: Umeno A, Ueno S
掲載誌: IEEE Trans Nanobioscience 2003; 2 (1): 26-28
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この研究は、接着性細胞に対する高強度静磁界の影響を調べた。8 Tまたは14 Tの超伝導磁石内で3日間培養した平滑筋細胞は、磁界の方向に平行な配向秩序を示した。この配向特性を定量的に測定するために、配向秩序パラメータを決定した。配向秩序パラメータは配向の程度を表す。パラメータの値は、顕微鏡画像のフーリエ変換（FT）解析により推定された。その結果、強い静磁界下で培養された細胞はより強い秩序を示した；その一方、400 T2 / mの強い磁界勾配力下で培養された場合は、それより弱い秩序を示した；一様な強い磁界下で秩序は強化されたが、それが強い勾配力の影響を受けたり抑制されたりはしなかった；これらの知見から、一様磁界中で膜の反磁性異方性によって誘導される反磁性ねじり応力を最小限にするように、細胞が自己組織化す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）

To examine the effect of strong magnetic fields on adherent cells and to quantitavely evaluate the orientational order in the cell culture (smooth muscle cells, cultured in 8- or 14-T superconducting magnets, exhibited orientational order parallel to the magnetic field direction).

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1:
  • DC/static
ばく露時間: continuous for 3 days
  • 磁束密度: 8 T
  • 磁束密度: 7.5 T (with a gradient of 200 T/m 3 cm off the center of the bore)
  • 磁束密度: 6.5 T (with a gradient of 400 T/m 5 - 6 cm off the center of the bore)
ばく露2:
  • DC/static
ばく露時間: continuous for 3 days

ばく露1

主たる特性
周波数
  • DC/static
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 3 days
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • superconducting magnet
ばく露装置の詳細 The ambient temperature in the magnets was maintained at 37°C by circulating temperature-regulated water in coiled tubes, which were inserted into the bores.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 8 T - 指定なし - -
磁束密度 7.5 T - - - with a gradient of 200 T/m 3 cm off the center of the bore
磁束密度 6.5 T - - - with a gradient of 400 T/m 5 - 6 cm off the center of the bore

ばく露2

主たる特性
周波数
  • DC/static
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 3 days
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 14 T - 指定なし - -

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

研究の主なアウトカム（著者による）

Smooth muscle cells cultured at the center of the 8- or 14-T superconducting magnet's bore exhibited an orientational order parallel to the direction of the magnetic field. The degree of orientation was higher for cells exposed to stronger magnetic fields. In contrast, the control culture did not show a one-directional orientation order. The cells exposed off-center to the bore showed a lower degree of orientation than the cells at the center.
The authors suggest that the cells organize themselves to minimize their diamagnetic torsion stresses, which can be induced in the uniform magnetic fields by the membrane's diamagnetic anisotropy.

研究の種別:

研究助成