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

[低周波パルス電磁界はヒト腱細胞の増殖、組織特異的遺伝子発現、およびサイトカイン放出に影響する] med./bio.

Low frequency pulsed electromagnetic field affects proliferation, tissue-specific gene expression, and cytokines release of human tendon cells

著者: de Girolamo L, Stanco D, Galliera E, Vigano M, Colombini A, Setti S, Vianello E, Corsi Romanelli MM, Sansone V
掲載誌: Cell Biochem Biophys 2013; 66 (3): 697-708
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この研究は、8人の患者の半腱様筋および薄筋腱から採取された腱細胞（TC）の初代培養細胞に、低周波パルス電磁界（PEMF；1.5 mT、75 Hz）のばく露をさまざまなばく露時間（4、8、12時間）で与えた。その影響評価のため、腱特異的遺伝子転写（スクレラキシス（SCX）およびI型コラーゲン（COL1A1））の定量的PCR分析を実施した。また、炎症誘発性および抗炎症性サイトカインの放出および血管内皮増殖因子（VEGF）の放出を評価した。その結果、PEMFばく露による細胞毒性的影響は見られなかった；PEMFばく露は、TCの増殖を刺激する可能性が示された；PEMFばく露を受けたTCにおけるSCXおよびCOL1A1の増加はばく露時間と正の相関をした；PEMFの8時間および12時間ばく露を受けたTCにおける抗炎症性サイトカインの放出は、無ばく露対照のTCに比べ、有意に高かったが、炎症誘発性サイトカインの産生は影響を受けなかった；PEMFばく露後、VEGF-AのmRNA転写およびその関連タンパク質の顕著に高い増加が観察された、と報告している。

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研究目的（著者による）

To examine the in vitro effects of low frequency pulsed electromagnetic fields on primary human tendon cells.

詳細情報

Tendon samples were obtained from 8 patients. The explants were exposed for 4, 8 or 12 hours and investigated 0, 1, 2, 7 or 10 hours (see "methods") after the exposure.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 75 Hz
ばく露時間: continuous for 4, 8 or 12 hours

ばく露1

主たる特性
周波数 75 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • pulsed
ばく露時間 continuous for 4, 8 or 12 hours
Additional information pulse duration: 1.3 ms; duty cycle 0.1
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
チャンバの詳細 plates with 24 or 96 wells or culture flask
ばく露装置の詳細 pair of rectangular horizontal coils (18 x 13 cm), each made of 1000 turns of copper wire, placed opposite to each other; 24-well plates or culture flask were placed between the pair of coils, plane of coils was parallel to culture layer; exposure device placed in 5 % CO2 and 37 °C 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 1.5 mT peak 測定値 - +/- 0.2 mT
Additional parameter details

induced electric voltage 2 V/m +/- 0,5 V/m

Reference articles

  • Ongaro A et al. (2012): [電磁界（EMF）およびアデノシン受容体はヒト骨関節炎の滑膜線維芽細胞におけるプロスタグランジンE2およびサイトカインの放出を変化させる]
  • Ongaro A et al. (2011): [ヒト軟骨体外移植片に対するパルス電磁界の軟骨保護作用]
  • Varani K et al. (2008): [低周波数低エネルギーパルス電磁界にばく露されたウシ軟骨細胞および線維芽細胞様滑膜細胞内のアデノイシン受容体の特性評価]
  • De Mattei M et al. (2003): [ニワトリの偽関節移植のプロテオグリカン代謝に対する電磁界の影響]

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:
  • ばく露前
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

No significant differences in cell viability between PEMF-exposed and control cell cultures were observed. Immediately after the exposure, the content of DNA in the 8 hours-exposed group was significantly increased when compared to the control group. After one day, the release of IL-1beta was significantly increased after 12 hours-exposure in comparison to the control, while the release of IL-6 and IL-10 was significantly increased after 8 and 12 hours-exposure. Immediately after 8 and 12 hours-exposure, the release of transforming growth factor-beta and vascular endothelial growth factor-A, as well as the expression of the corresponding gene VEGF-A, was significantly increased.
The data indicate that low frequency pulsed electromagnetic fields are not cytotoxic and could influence the proliferation (not statistically significant), the release of cytokines and alter gene expression in tendon cells.

研究の種別:

研究助成

関連論文