医学／生物学の研究 (experimental study)

[超低周波電磁界はCa(v)1-チャネル活性上昇を介してイン・ビトロでの神経新生を促進する] med./bio.

Extremely low-frequency electromagnetic fields promote in vitro neurogenesis via upregulation of Ca(v)1-channel activity

著者: Piacentini R, Ripoli C, Mezzogori D, Azzena GB, Grassi C

掲載誌: J Cell Physiol 2008; 215 (1): 129-139

この研究は、超低周波（ELF）磁界へのばく露がCa（v）1チャネル機能を調節することによって、新生仔マウス脳皮質から単離された神経幹細胞（NSC）のニューロン分化に影響を与えるか否かを調べた。ELF磁界（1 mT、50 Hz）のばく露を受けた分化中の培養NSCでは、ニューロンマーカ（β-III-チューブリン、MAP2）およびCa（v）1.2およびCa（v）1.3チャネルに免疫反応性を示す細胞の割合が顕著に増加した。ELF磁界ばく露を受けた培養においてNSCに分化したニューロンは、自発発火、KCl刺激に応答したCa2+トランジェントを示す細胞の割合、このCa2+トランジェントの振幅、およびCa（v）1チャネルの活性化で生じるCa2+電流の振幅の有意な増加を示した。Ca（v）1チャネルブロッカーであるニフェジピン（5 μM）を培地に添加すると、NSC分化ニューロンの収量は有意に減少し、ELF磁界ばく露がβ-III-チューブリンおよびMAP2への免疫反応性を示す細胞の割合の有意な増加をもたらさなくなった。対照的に、グルタミン酸受容体拮抗薬またはCa（v）2.1およびCa（v）2.2チャネル遮断薬の存在下でNSCが培養された場合、ELF磁界ばく露の効果は保存された。以上のような知見は、ELF磁界ばく露がCa（v）1チャネルの発現と機能を上昇させることで、NSCの神経分化を促進することを示唆している、と報告している。

研究目的（著者による）

超低周波電磁界が、新生マウスの能皮質から単離した神経幹細胞／前駆細胞の神経分化に影響力を及ぼすかどうか、もしそうならば、細胞内 Ca²⁺シグナル伝達がこの影響に介在しているかどうかを調べること

詳細情報

神経分化に対する細胞膜を通じたCa²⁺シグナルの影響を調べるため、以下の成分を培地に添加した：選択的カルシウムチャネル（Ca_v1）阻害剤、ニフェジピン；非選択的カルシウムチャネル（Ca_v2.2及びCa_v2.1）阻害剤、VコノトキシンMVIIC；Ca²⁺透過性のイオンチャネル型グルタミン酸受容体拮抗薬CNQX及びD-AP5の混合物。

影響評価項目

神経系への影響: 神経分化

ばく露

- 50/60 Hz (AC)
- 磁界
- 低周波電磁界

ばく露	パラメータ
ばく露1: 50 Hz ばく露時間: continuous for up to 12 days	磁束密度: 1 mT

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 up to 12 days

ばく露装置

ばく露の発生源／構造	ソレノイド
ばく露装置の詳細	solenoid placed inside a CO₂ incubator

パラメータ

測定量	値	種別	Method	Mass	備考
磁束密度	1 mT	-	-	-	-

Reference articles

Wolf FI et al. (2005): [50Hzの超低周波電磁界は細胞増殖及びDNA損傷を強める：可能性のあるレドックスメカニズムの関与]
Grassi C et al. (2004): [50 Hz電磁界が電位依存性Ca2+チャンネルに与える影響と神経内分泌細胞の増殖と死亡の変調におけるその役割]

ばく露を受けた生物:

無傷細胞／細胞培養
出生後0日のCD-1マウスの脳皮質から得た神経幹細胞／前駆細胞

方法影響評価項目／測定パラメータ／方法

細胞機能: 細胞増殖（BrdU取り込み）
分化したニューロンの機能的特性：カルシウムの移行（共焦点Ca²⁺画像撮影）；神経活動／電位依存性カルシウムチャネルの巨視的電流（パッチクランプ記録）；神経分化（異なるマーカーに対する免疫反応性、免疫細胞化学及び共焦点顕微鏡検査）

研究対象とした生物試料:

無傷細胞／細胞培養

調査の時期:

ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

データは、神経幹細胞／前駆細胞の分化の神経細胞収量は、超低周波電磁界刺激によって有意に増加したこと、及び、この影響はばく露によるカルシウムチャネル（Ca_v1）発現及び活性の上方制御に依存することを示した。

研究の種別:

医学／生物学の研究
experimental study
full/main study

研究助成

Catholic University, Rome, Italy

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