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筋芽細胞株(L6)の細胞内に、エレクトロポレーション法を使って、直径0.05μmの微小磁性体(magnetic microparticle)を導入し、この細胞に種々の強さの磁場(磁束密度)をかけて磁性体を牽引することによって細胞に機械的張力を発生させる実験モデルを開発した。この実験モデルを使って筋芽細胞への機械的伸張が、細胞形態、細胞骨格や細胞分化に及ぼす影響を経時的に観察した。その結果、以下に示す知見を得た。
1、 磁性体を導入し、磁場をかけて細胞を伸展した群では、細胞が長軸方向に伸びて、ストレスファイバーが増加したことから、細胞伸展刺激下では、接触点からの張力を支える細胞骨格の構造を強化するためにストレスファイバーが発現することが示唆された。
2、 磁性体を導入し0.03Tと0.05Tの磁場をかけて細胞を伸展した群では、対照群(磁性体を導入したが磁場をかけなかった群、磁性体を導入せず磁場をかけた群、磁性体を導入せず磁場もかけなかった群)及び磁束密度0.01Tのものと比べ、筋芽細胞から筋管細胞への分化が早く起こる傾向があった。また、0.03Tより0.05Tの磁束密度を使って細胞伸展した方が、筋管細胞の発現が早かった。この結果から、機械的伸張により筋芽細胞の分化が早まる可能性が示された。現在、筋分化調整因子であるミオゲニンの発現を解析している。また、骨芽細胞株(MC3T3-E1)を用いて同様の研究を行っている。
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