この研究は、培養した人工多能性幹細胞(iPS細胞)の骨形成分化能に対する、長期間のパルス超低周波電磁界(50Hz、1.5mT)の影響力を調べた。電磁界放射下でのiPS細胞の生物学的挙動をMTT試験で評価した後、アルカリ性リン酸分解酵素(ALP)活性、カルシウムミネラル沈着等の重要な骨形成マーカー、ならびに重要な骨関連遺伝子を介して、幹細胞の骨形成分化を調べた。MTT試験の結果、ELF電磁界での刺激後、iPS細胞の増殖率が有意に上昇した。ELF電磁界と骨形成培地の両方の下で培養した細胞では、ELF電磁界または骨形成培地への単独ばく露の下で培養した場合と比較して、幹細胞の骨形成の潜在能力が有意に上昇した。著者らはこれらの結果から、ELF電磁界と骨形成培地の組合せは、幹細胞の骨分化を強く促進するので、骨欠損および骨粗鬆症患者の治療に利用できる、と結論付けている。
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The effects of exposure of induced pluripotent stem cells to a pulsed 50 Hz magnetic field on osteogenic differentiation should be investigated.
Cells were divided into 4 groups: 1) exposure to the magnetic field, 2) treatment with osteogenic medium (3 mM beta-glycerophosphate, 50 µg/ml ascorbic acid and 10-9 M dexamethasone), 3) co-exposure to the magnetic field and osteogenic medium, 4) control group.
周波数 | 50 Hz |
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タイプ |
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波形 |
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ばく露時間 | for 8 hours/day for 1, 3, 5, 7 or 14 days |
Modulation type | pulsed |
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Pulse width | 350 ns |
ばく露の発生源/構造 |
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ばく露装置の詳細 | 6 well culture plates were placed in exposure apparatus inside a CO2 incubator (5% CO2, 37°C) |
測定量 | 値 | 種別 | Method | Mass | 備考 |
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磁束密度 | 1.5 mT | - | - | - | - |
After 5 and 7 days, all exposure groups (groups 1-3) showed a significantly increased proliferation compared to the control group. However, the co-exposure group (group 3) showed the highest value, respectively, which was even significantly higher than in groups 1 and 2.
Mineralization of the extracellular matrix was most distinct in group 3 as well and the calcium content, enzyme activity of alkaline phosphatase and the gene expression of most osteogenesis-related genes (collagen type 1, osteocalcin, alkaline phosphatase, osteoprotegerin, matrix metalloproteinases 1 and 3) were also most distinct in group 3 and significantly increased after 7 and/or 14 days compared to groups 1 and 2.
The authors conclude that exposure to a pulsed 50 Hz magnetic field in combination with osteogenic medium might be beneficial for osteogenic differentiation of induced pluripotent stem cells. These findings may be of therapeutical use.
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