培養中の幹細胞に対する電磁気刺激は虚血性脳障害後の細胞移植成績を改善するか?

再生医療において解決すべき問題として、幹細胞移植後の標的臓器への生着率向上および分化制御が挙げられる。神経系培養細胞であるPC12細胞および骨髄間葉系幹細胞を用い、既に当研究室内に構築した培養幹細胞に対する電磁気刺激(EMF)システムを用い、電磁場を暴露し以下の結果を見出した。PC12細胞の増殖率は、ある一定の磁場条件下にコントロール群の数倍の速度で増殖する。またその神経細胞への分化率は、ある一定の磁場条件下に抑制あるいは増進をする可能性がある。そのメカニズムとして、各種タンパクの活性化された受容体等を検索した所、ある一定の磁場条件下での発現を確認した。また骨芽細胞において、磁場暴露を施行したところ増殖率の増加を認めた。具体的内容は以下の通り。目的:骨髄間葉系幹細胞、PC12細胞の増殖・分化・細胞保護に及ぼす電磁気暴露による影響および分子生物学的検討。方法:上記幹細胞に対し、種々の刺激条件下にEMF暴露し増殖率等を検討する。細胞増殖・分化・保護に関わるタンパク質*を指標とし、western blotting法にて発現タンパクならびに活性化タンパク(リン酸化)を同定する。*apoptosis制御因子(1)Akt(ミトコンドリアへのアポトーシス刺激及び、ミトコンドリアから放出されるチトクロームcを契機とするアポトーシス実行因子であるcaspaseカスケードを抑制する)(2)P38(アポトーシス実行因子の一つ)(3)Hsp27(ストレス応答の発現により、necrosis及びapoptosisの進行を抑制する)(4)TrkA(成長因子NGFのレセプタータンパク質の一つEMF暴露条件:(1)波形(1)正弦波(2)強度(1)2mT(2)20mT(3)周波数(1)10Hz(2)25Hz(4)暴露時間(1)0min(2)30min(3)60min(4)90min(5)120min(6)150min(7)180min結果a)骨髄間葉系幹細胞のパイロットスタディとして、神経系培養細胞系で分化能力を持つPC12細胞を用い、磁場暴露を施行した所、暴露開始後12時間から48時間まで増殖率の上昇を認めた。b)暴露条件として正弦波・2mT・10Hzを選択し、EMF暴露0hr、12hrs、48hrs、72hrsの時点で計測した。正弦波、2mT、10Hz群では90min, 120min, 150min群において、Phospho Aktの発現が見られた。(control、30min、60min群は発現なし)また正弦波、25Hz群において、Phospho Aktは2mT群において発現が見られた。(control、20mT群は発現なし)

再生医療において解決すべき問題として、幹細胞移植後の標的臓器への生着率向上および分化制御が挙げられる。神経系培養細胞であるPC12細胞および骨髄間葉系幹細胞を用い、既に当研究室内に構築した培養幹細胞に対する電磁気刺激(EMF)システムを用い、電磁場を暴露し以下の結果を見出した。PC12細胞の増殖率は、ある一定の磁場条件下にコントロール群の数倍の速度で増殖する。またその神経細胞への分化率は、ある一定の磁場条件下に抑制あるいは増進をする可能性がある。そのメカニズムとして、各種タンパクの活性化された受容体等を検索した所、ある一定の磁場条件下での発現を確認した。また骨芽細胞において、磁場暴露を施行したところ増殖率の増加を認めた。具体的内容は以下の通り。目的:骨髄間葉系幹細胞、PC12細胞の増殖・分化・細胞保護に及ぼす電磁気暴露による影響および分子生物学的検討。方法:上記幹細胞に対し、種々の刺激条件下にEMF暴露し増殖率等を検討する。細胞増殖・分化・保護に関わるタンパク質*を指標とし、western blotting法にて発現タンパクならびに活性化タンパク(リン酸化)を同定する。*apoptosis制御因子(1)Akt(ミトコンドリアへのアポトーシス刺激及び、ミトコンドリアから放出されるチトクロームcを契機とするアポトーシス実行因子であるcaspaseカスケードを抑制する)(2)P38(アポトーシス実行因子の一つ)(3)Hsp27(ストレス応答の発現により、necrosis及びapoptosisの進行を抑制する)(4)TrkA(成長因子NGFのレセプタータンパク質の一つEMF暴露条件:(1)波形(1)正弦波(2)強度(1)2mT(2)20mT(3)周波数(1)10Hz(2)25Hz(4)暴露時間(1)0min(2)30min(3)60min(4)90min(5)120min(6)150min(7)180min結果a)骨髄間葉系幹細胞のパイロットスタディとして、神経系培養細胞系で分化能力を持つPC12細胞を用い、磁場暴露を施行した所、暴露開始後12時間から48時間まで増殖率の上昇を認めた。b)暴露条件として正弦波・2mT・10Hzを選択し、EMF暴露0hr、12hrs、48hrs、72hrsの時点で計測した。正弦波、2mT、10Hz群では90min, 120min, 150min群において、Phospho Aktの発現が見られた。(control、30min、60min群は発現なし)また正弦波、25Hz群において、Phospho Aktは2mT群において発現が見られた。(control、20mT群は発現なし)