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

[さまざまな由来の骨芽細胞様細胞に対する超低周波パルス電磁界の影響] med./bio.

Effects of extremely low-frequency-pulsed electromagnetic field on different-derived osteoblast-like cells

著者: Wei Y, Xiaolin H, Tao S
掲載誌: Electromagn Biol Med 2008; 27 (3): 298-311
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この研究は、骨芽細胞様細胞に対する超低周波パルス電磁界（PEMF）の影響を調べた。48 Hz、1.55 mTのPEMFばく露をさまざまなばく露時間で細胞に与えた。実験に用いた2種類の細胞はいずれも2日齢のSprague Dawleyラット頭蓋冠に由来するMC3T3-E1細胞と初代骨芽細胞である。MTS法で細胞増殖を、フローサイトメトリで細胞周期を検出した。細胞内アルカリホスファターゼ（ALP）活性を比色法で測定した。その結果、PEMFにより、MC3T3-E1細胞の細胞数は影響を受けなかったが、SとG（2）M期の細胞割合が有意に減少した；初代骨芽細胞の細胞数は、PEMFの24時間連続ばく露後に変化しなかったが、SおよびG（2）M期の細胞割合は有意に増加した；培養時間を48時間に延長すると、細胞数は大きく増加し、SおよびG（2）M期の細胞割合は、ばく露タイプにかかわらず有意に減少した；初代骨芽細胞では、PEMFの24時間連続ばく露後にALP活性が有意に低下したが、48時間連続ばく露後にはALP活性は有意に上昇した；これらの知見は、48 Hz、1.55 mTのPEMFはMC3T3-E1細胞の増殖と分化に影響を及ぼさなかったが、初代骨芽細胞では、増殖段階で増殖を促進し、分化を抑制し、分化段階で分化を促進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 study whether the effects of extremely low frequency pulsed electromagnetic fields on cell proliferation, cell cycle and cell differentiation are similar in different-derived osteoblast-like cells (primary cell culture and cell line).

詳細情報

The effects of magnetic fields on morphology, proliferation, differentiation and mineralization of different kinds of osteoblast cells are studied to elucidate the mechanisms of osteogenesis.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 48 Hz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 24 h or 48 h

General information

cells were treated in four ways: i) cells cultured for 24 h under PEMF ii) cells cultured for 24 h without PEMF, then exposed for another 24 h to PEMF iii) cells exposed to PEMF for 24 h, then cultured for another 24 h without PEMF iv) cells exposed to PEMF for 48 h

ばく露1

主たる特性
周波数 48 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • rectangular
ばく露時間 continuous for 24 h or 48 h
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 13 ms
Repetition frequency 48 Hz
Pulse type monophasic
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
ばく露装置の詳細 160 turns of 2.06 mm enamel copper wire wound around a 350 mm long cylindrical tube made of epoxy resins with an inner diameter of 190 mm, so that two sub-coils were created; cells placed in the center of the solenoid that was inside an incubator
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 1.55 mT - 測定値 - -

Reference articles

  • Kirschvink JL (1992): [均一磁界とダブル巻きコイルシステム：生体電磁気実験のための設計改善技術]

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）

1) MC3T3-E1 cells: Exposure to extremely low frequency pulsed electromagnetic field did not affect the cell number. The cell percentage of S phase and G2 phase decreased significantly after 24 h and 48 h. No alkaline phosphatase activity was detected.
2) Primary osteoblast cells: The cell number did not alter after 24 h continuous exposure, but increased greatly after 48 h. The cell percentage of S phase and G2 phase increased significantly after 24 h and decreased significantly after 48 h. The alkaline phosphatase activity decreased significantly after 24 h exposure and increased significantly after 48 h exposure.
In conclusion, in contrast to the MC3T3-E1 cell line, the primary osteoblast cells seemed to be more sensitive to the extremely low frequency-pulsed electromagnetic field.

研究の種別:

研究助成

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