変動電磁場刺激の培養成長軟骨細胞におよぼす影響

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骨格組織の成長や修復には力学的負荷, 電気刺激などが大きく関与している. さらに外因性電磁場刺激を用い, 骨形成や骨折治癒を促進しようとする試みが臨床応用され, その有効性が報告されている. しかし, その作用機序, 特に細胞レベルでの作用機序は不明な点が多い. そこで本研究では骨格組織の成長に重要な役割を果している成長軟骨細胞に外因性電磁場刺激を作用させ, その増殖能, 分化機能に及ぼす影響について検討した.外因性電磁場刺激としてパルス電磁場(0.6, 1.2, 2.4ガウス, パルス波)を用い, 培養細胞としてウサギ肋骨より分離, 培養した成長軟骨細胞を用いた. 本培養系では上皮小体ホルモンを加えると細胞内サイクリックAMPが上昇し, ひきつづいてオルニチン脱炭酸酵素が誘導され, さらに軟骨の重要な基質であるグリコサミノグリカン合成がおこることが知られている. そこでこれら一連の反応を指標として分化機能に及ぼす影響について検討した. その結果, パルス電磁場刺激により上皮小体ホルモンの反応性が亢進し, 一連の反応が増強されることが明らかとなった. さらにこの作用発現のためには, パルス電磁場刺激を少なくとも48時間以上, 軟骨細胞に加えることが必要であった. また, 0.6, 1.2, 2.4ガウスのうちで2.4ガウスがもっとも有効であった. 一方, DNA合成を指標とした増殖能について検討したが, 促進作用は認められなかった. 以上のことからパルス電磁場刺激は上皮小体ホルモンの感受性を高め, 分化機能の発現に作用していることが明らかとなった. さらにこの作用は48時間という比較的長い刺激時間を要するものであった. 今後, 細胞の種類による差違について検討し, 細胞レベルでの作用機序を明らかにしていきたい.