Biological analyses at the molecular and cellular levels of the effects of cold stimulation using cultured nerve cells

リハビリテーションでは穏やかな冷却は、炎症、疼痛、浮腫の抑制、痙縮の減少、運動の促進などの効果を目指すために用いられている。寒冷療法に関する研究は、組織レベルの生理的側面だけではなく分子細胞学的な実験研究は多くあるが、培養細胞を用いた寒冷刺激効果を検証した報告はあまりない。そこで本研究の目的は、寒冷刺激が身体を構成している細胞にどのような影響があるかを検証することにあり、培養神経細胞を用いて寒冷刺激の効果を神経突起形成率から見出し、そのメカニズムについて分子生物学的に解明することである。我々はこれまでに、PC12m3細胞を用いてNGFと同時にカルシウムイオノホアや漢方薬などの薬剤の投与、熱ショックやUV照射などの物理的刺激により、高い神経突起形成が見られ、またさまざまな刺激によってp38 MAPキナーゼの活性化を示すことを報告している。また、他の同系の細胞での振動刺激を与える研究成果において、神経突起形成はp38 MAPキナーゼが関与していることを示唆する報告もした。PC12m3細胞は、各種物理的刺激を与えた先行研究により、CREB系路を介して神経突起誘導を引き起こす可能性が示唆されており、寒冷刺激も同様に細胞内シグナル伝達系が活性化し、その応答により神経突起の形成を促進したものと推察している。本研究は、物理療法の1つである寒冷刺激の最適有効量を決定するための基礎となり、寒冷刺激の影響を分子生物学的に示すための重要な知見になると考える。

リハビリテーションでは穏やかな冷却は、炎症、疼痛、浮腫の抑制、痙縮の減少、運動の促進などの効果を目指すために用いられている。寒冷療法に関する研究は、組織レベルの生理的側面だけではなく分子細胞学的な実験研究は多くあるが、培養細胞を用いた寒冷刺激効果を検証した報告はあまりない。そこで本研究の目的は、寒冷刺激が身体を構成している細胞にどのような影響があるかを検証することにあり、培養神経細胞を用いて寒冷刺激の効果を神経突起形成率から見出し、そのメカニズムについて分子生物学的に解明することである。我々はこれまでに、PC12m3細胞を用いてNGFと同時にカルシウムイオノホアや漢方薬などの薬剤の投与、熱ショックやUV照射などの物理的刺激により、高い神経突起形成が見られ、またさまざまな刺激によってp38 MAPキナーゼの活性化を示すことを報告している。また、他の同系の細胞での振動刺激を与える研究成果において、神経突起形成はp38 MAPキナーゼが関与していることを示唆する報告もした。PC12m3細胞は、各種物理的刺激を与えた先行研究により、CREB系路を介して神経突起誘導を引き起こす可能性が示唆されており、寒冷刺激も同様に細胞内シグナル伝達系が活性化し、その応答により神経突起の形成を促進したものと推察している。本研究は、物理療法の1つである寒冷刺激の最適有効量を決定するための基礎となり、寒冷刺激の影響を分子生物学的に示すための重要な知見になると考える。