強磁場による生体内反応制御に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10308037
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塩川 光一郎 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (20037295)
• 研究分担者: 岩坂 正和 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (90243922) ; 安藤 譲二 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20159528)
• キーワード: 強磁場 / 生物発生 / ツメガエル / 卵割パターン / 磁場配向 / 反磁性 / 磁場効果 / 細胞配向

研究概要

本研究では、アフリカツメガエル卵の初期発生過程に対する最大14テスラまでの強磁場の影響を調べることにより、強磁場の催奇形性能および卵の卵割の磁場制御の可能性を調べた。強磁場発生装置として14Tまでの水平磁場を発生可能な超伝導マグネットを用いた。また、超伝導マグネットのボア内にて、サンプルに磁場をあてながらリアルタイムで観察可能な実体顕微鏡システムを開発した。卵は水平方向の磁力線に曝露され、動物極-植物極境界面と磁力線の方向はほぼ平行であった。卵の分割のリアルタイム観察では、卵の側面(片面)のみの観察を行った。同時に、対照実験(コントロール)の卵の観察を実体顕微鏡(通常のタイプ)を用いて行った。
また、磁場中および磁場外におけるツメガエル卵の第1分割から第3分割まで(受精後3時間まで)を注意深く観察した。対照群の正常な卵は鉛直方向の第1、2分割と、水平方向の第3分割を示した。しかし、磁場に曝露した卵の第3分割の分割面が卵表面と交わった線では、水平方向から傾いた場合が多く見られた。磁場中における卵割の側面観察の結果、約75%以上の卵が第2および第3分割面の傾きに異常が見いだされた。この第2および第3分割面の傾きに異常が認められた。ただし、それにもかかわらず、これらの卵は正常なオタマジャクシに成長し、催奇形性が14テスラ磁場中では見られないことが再度確認された。
細胞分裂の際に形成される細胞内の高分子重合体の磁場配向が、第1分割から第3分割までの間に見られた卵割異常のメカニズムに関連したと考えられた。初期卵割パターンに磁場影響が見られたにもかかわらず、オタマジャクシにまで成長した時点で磁場曝露/非曝露の間で奇形形成率に影響が見られなかった。この事実は、卵の分割の方向に依らず細胞内成分の不均一化を伴わずに細胞分裂が進行すれば正常な生物発生が行われるためである、と考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Shiokawa,K.,Kai,M.,Higo,T.,Kaito,C.,Yokoska, et al.: "Maternal program of apoptosis activated shortly after midblastula transition by overexpression of S-adenosylmethionine decarboxylase in Xenopus early embryos"Comp.Biochem.Phys.,Part B. 126. 149-155 (2000)
• [文献書誌] Moroki,Y.,Takeuchi,S.,Igarashi,K.,Hara,H., et al.: "Effects of bromo-cyclic GMP and bromo-cyclic AMP on embryonic development of Xenopus Laevis"Zool.Sci.. 17. 191-200 (2000)
• [文献書誌] Hara,H.,Uchida,S.,Yoshimura,H.,Aoki, et al.: "Isolation and characterization of a novel liver-specific gene, hepassocin, upregulated during liver regeneration"Biochim.Biophys.Acta,. 1492. 31-44 (2000)
• [文献書誌] Oka,T.,Shiojima,I.,Monzen, Et al.: "Fibroblast growth factor plays a critical role in SM22alpha expression during Xenopus embryogenesis"Arterioscler Thromb Vasc.Biol.. April. 908-914 (2000)
• [文献書誌] Mochizuki,T.,Karavanov,A.A.,Curtiss,P.E., et al.: "Xlim-1 and LIM domain binding protein 1 cooperate with various transcription factors in the regulation of the goosecoid promoter"Dev.Biol.. 224. 470-485 (2000)
• [文献書誌] Kajita,E.,Wakiyama,M.,Miura,K-I., et al.: "Isolation and characteization of Xenopus laevis aldolase B cDNA and expression patterns of aldolase A,B, and C genes in adult tissues, oocytes and embryos of Xenopus laevis"Biochim.Biophys.Acta. 1493. 101-118 (2000)
• [文献書誌] Kai,M.,Higo,T.,Yokoska,J.,Kaito,: "Overexpression of S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) activates the maternal program of apoptosis shortly after MBT in Xenopus embryos"Int.J.Dev.Biol.. 44. 507-510 (2000)
• [文献書誌] Moriwaki,J.,Kajita,E.,Kirikoshi: "Isolation of Xenopus frizzled-10A and frizzled-10B genomic clones and their expression in adult tissues and embryos"Biochem.Biophys.Res.Commun. 278. 377-384. (2000)
• [文献書誌] Nakano,H.,Amemiya,S.,Shiokawa,K., et al.: "RNA interference for the organizer-specific gene Xlim-1 in Xenopus embryos"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 274. 434-439 (2000)
• [文献書誌] Kirikoshi,H.,Sagara,N.,Saitoh,T., et al.: "Molecular cloning and characterization of human FGF-20 on hcromosome 8p21.3-p22."Biochem.Biophys.Res.Commun. 274. 337-343 (2000)
• [文献書誌] Yokoska,J.,Tsukamoto,T.,Miura,K.-I., et al.: "Cloning and characterization of mRNA capping enzyme and mRNA (guanine-7-)-methyltransferase cDNAs from Xenopus laevis"Biochem.Biophys.Res.Commun. 268. 617-624 (2000)
• [文献書誌] Liu,R.,Ueno,S.: "Calculating the activating function of nerve excitation in inhomogeneous volume conductor during magnetic stimulation using the finite element method"IEEE Transactions on Magnetics. 36:(4). 1796-1799 (2000)
• [文献書誌] Tsurita,G.,Nagawa,H.,Ueno,S., et al.: "Biological and morphological effects on the brain after exposure of rats to a 1439 MHz TDMA field"Bioelectromagnetics. 21. 364-371 (2000)
• [文献書誌] Ichioka,S.,Minegishi,M.,Iwasaka,M., et al.: "High-intensity static magnetic fields modulate skin microcirculation and temperature in vivo"Bioelectromagnetics. 21. 183-188 (2000)
• [文献書誌] Kotani,H.,Iwasaka,M.,Ueno,S., et al.: "Magnetic orientation of collagen and bone mixture"Journal of Applied Physic. 87. 6191-6193 (2000)
• [文献書誌] Yamamoto,K.,Korenaga,R.,Kamiya,A.,and Ando,J.: "Fluid shear stress activates Ca^<2+> influx into human endothelial cells via P2X4 purinoceptors"Circ.Res.. 87. 385-391 (2000)