Investigation of the Induction Method for Temperature-Controlled Repeated Thermal Stimulation

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12839
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Tominami Kanako 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (10815351)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 洪 光 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083) ; 工藤 忠明 東北大学, 歯学研究科, 助教 (50431606) ; 林 陽平 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00588056) ; 泉 哲 東北大学, 歯学研究科, 大学院非常勤講師 (20835368)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 温熱刺激 / 前骨芽細胞 / 分化

Outline of Final Research Achievements

Osteoblasts are extremely important for bone remodeling processes. Previously, we found a method to induce neurite outgrowth of rat PC12 cells in a temperature-controlled repeated thermal stimulation (TRTS)-dependent manner using a heating plate that is capable of controlling the medium temperature. However, few studies have examined the effect of the TRTS on the osteoblastic differentiation.
The present study investigated the effects of the TRTS on the osteoblastic differentiation in murine pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells. We clarified the effects of the TRTS on growth rates, alkaline phosphatase (ALP) activity and alizarin red staining (as a marker of osteoblast maturation). These results suggest that TRTS can induce the osteoblastic differentiation in the cells and might offer an effective and novel technique for bone regeneration.

Free Research Field

医工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、温度制御式反復温熱刺激（TRTS）という比較的安全な非侵襲性刺激により、骨芽細胞分化や骨再生が促進され得ることが示された。
この研究成果は、複雑な生体内の骨代謝制御機構を理解するための新たな学術的方法論を提案することにも繋がるものである。
また、これを応用した全く新しいアプローチによる治療法が開発されれば、骨粗鬆症など骨代謝疾患の治療やその予防に際し、副作用のない非侵襲的な選択肢が提案できる可能性がある。