パルス磁場刺激による神経突起伸長誘導メカニズムおよび配向制御法の解析

• 研究課題/領域番号: 25861880
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 歯科医用工学・再生歯学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 工藤 忠明 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (50431606)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: パルス磁場刺激 / PC12細胞 / 神経細胞分化 / 温熱効果 / 励磁コイル

研究成果の概要

以前我々は、神経分化モデルPC12細胞に対し、励磁コイルによりパルス磁場刺激(PEMF)依存的神経突起伸長を誘導させる方法を見出したが、その機序は未解明であった。そこで本研究では、PEMFによる神経突起伸長誘導機序、コイルによる温熱作用の神経突起伸長への影響、更には、神経突起配向制御の可能性を検討することを目的に解析を行った。その結果、PEMF依存性神経細胞分化にはBMP経路が関与すること、PEMFによる神経細分化誘導にはコイル由来ジュール熱による温熱作用も一部関与すること、条件改良により温熱刺激単独でも分化誘導が可能なこと、一方向性平行磁場では神経突起の配向制御は困難であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of neurite outgrowth in PC12 cells treated with temperatur-contrilled repeated thermal stimulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tada-aki Kudo, Hiroyasu Kanetaka, Kentaro Mochizuki, Kanako Tominami, Shoko Nunome, Genji Abe, Hiroyuki Kosukegawa, Toshihiko Abe, Hitoshi Mori, Kazumi Mori, Toshiyuki Takagi, Shin-ichi Izumi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 号: 4 ページ: e0124024-e0124024
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0124024
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induction of neurite outgrowth in PC12 cells treated with temperature-controlled repeated thermal stimulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tada-aki Kudo, Hiroyasu Kanetaka, Kentaro Mochizuki, Kanako Tominami, Shoko Nunome, Genji Abe, Hiroyuki Kosukegawa, Toshihiko Abe, Hitoshi Mori, Kazumi Mori, Toshiyuki Takagi, Shin-ichi Izumi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 神経細胞分化誘導における温度制御式反復温熱刺激の効果の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤忠明、金高弘恭、板垣祐介、布目祥子、高木敏行、出江紳一
  • 学会等名: 第74回日本矯正歯科学会大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2015-11-18
• [学会発表] 温度制御式反復温熱刺激はPC12細胞の神経細胞分化を誘導する (2015)
  • 著者名/発表者名: 工藤忠明、金高弘恭
  • 学会等名: 第57回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] Regulation of neuritogenesis in PC12 cells by temperature-controlled repeated thermal stimulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tada-aki Kudo, Hiroyasu Kanetaka, Kentaro Mochizuki, Kanako Tominami, Shoko Nunome, Toshiyuki Takagi, Shin-ichi Izumi
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Investigation of hyperthermic effect on neuronal differentiatino and cell growth in PC12 cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Tada-aki Kudo, Hiroyasu Kanetaka, Kentaro Mochizuki, Kanako Tominami, Toshihiko Abe, Hitoshi Mori, Kazumi Mori, Genji Abe, Hiroyuki Kosukegwa, Toshiyuki Takagi, Shin-ichi Izumi
  • 学会等名: The 5th International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Stimulation of neuritogenesis in PC12 cells by a pulsed electromagnetic field via MEK-ERK1/2 signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Takada, Tada-aki Kudo, Hiroyasu Kanetaka, Toshihiko Abe, Hitoshi Mori, Kazumi Mori, Genji Abe, Hiroyuki Kosukegawa, Toshiyuki Takagi, Shin-ichi Izumi, Masahiko Kikuchi
  • 学会等名: The 5th International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 連続磁気パルス刺激による神経細胞分化調節機能の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 工藤忠明、金高弘恭、布目祥子、高木敏行、出江紳一
  • 学会等名: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • 発表場所: 松本