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

[ヒト初代ケラチノサイトの分化および生存率に対するテラヘルツばく露の影響] med./bio.

Effects of THz exposure on human primary keratinocyte differentiation and viability

著者: Clothier RH, Bourne N
掲載誌: J Biol Phys 2003; 29 (2-3): 179-185
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この研究は、ヒトケラチノサイトの初代培養細胞に対するテラヘルツ周波数範囲の電磁界ばく露の影響を調べた。ヒトケラチノサイトの初代培養細胞において、培養液のカルシウム濃度を1 mM以上に上げることでトランスグルタミナーゼの活性化が生じて、分化が開始される。この時、特定のアミノ酸の架橋がトランスグルタミナーゼによって調節されることで、角質肥厚膜形成がもたらされる。このような分化は、蛍光色素カダベリン（FC）の角質肥厚膜への組み込みを測定することで評価できる。また、細胞活性/生存率の尺度として、レサズリンの還元能力の評価も組み合わせて実施された。ヒトケラチノサイトは、分離から2継代で、コンフルエント (培養細胞が接着面いっぱいに広がった状態)になるまで増殖させ、22 ℃の緩衝食塩水中に移し、室温下で、1から3 THzの範囲の電磁界ばく露を行った。ばく露時間は10、20、または30分間、ばく露強度は最大0.45J / cm2であった。その結果、実施したばく露条件において、ばく露を受けていない細胞と比較して、ばく露を受けた細胞に細胞活性の抑制や刺激の影響は何も見られなかった；事前に確認された通り、ばく露細胞および非ばく露細胞のどちらにおいても、FCの取り込みが3日目から8日目の間で増加するという、通常の様式で分化が起きた、と報告している。

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研究目的（著者による）

To assess the effects of terahertz irradiation on human skin by assessing the effects on the primary keratinocytes ability to continue growth and normal patterns of differentiation.

詳細情報

Primary human keratinocytes were exposed to different terahertz sources with different durations.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 0.2–3 THz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 10, 20, or 30 min
ばく露2: 0.1–2.7 THz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 10, 20, or 30 min

ばく露1

主たる特性
周波数 0.2–3 THz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 10, 20, or 30 min
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 2 ps
Repetition frequency 80 MHz
Additional information

total pulse duration of 20-30 ps with about 90% of the power delivered within the first 2 ps
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • THz beam system
チャンバの詳細 A Ti:Sapphire laser was used impacting on an electro-optic photoconverter.
ばく露装置の詳細 The keratinocytes were seeded into a 96-well tissue culture plate at 100 µl per well. They were exposed through the base of the 96-well plate.
Sham exposure A sham exposure was conducted.
Additional information Two sets of 4 control wells were exposed to the same conditions but not to the THz beam.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 1 µW mean - - -
Additional parameter details

The total exposure was 0.15, 0.3, or 0.45 mJ/cm² per 4 wells, an area of approx. 2 cm by 2 cm.

ばく露2

主たる特性
周波数 0.1–2.7 THz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 continuous for 10, 20, or 30 min
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 0.25 ps
Repetition frequency 250 kHz
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • THz beam system
チャンバの詳細 A Ti:Sapphire laser (800 nm) was used impacting on a gallium arsenide wide aperture antenna with a large DC-bias applied across the device. The radiation was collected, collimated, and focused by two parabolae with a spot size of 130 µm to 3.7 mm.
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力 1 mW mean - - -
Additional parameter details

The total exposure was 0.15, 0.3, or 0.45 J/cm² per 4 wells.

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）

There were no significant effects following terahertz exposure on the human primary keratinocyte redox potential, compared with the control groups. The differentiation occured in a normal way for exposed and control groups. The fluorescein cadaverine incorporation increased between day 3 and day 8 after exposure.
The results from the different terahertz exposures showed no signs of induced stress to cells.

研究の種別:

研究助成

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