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骨折の治療やリハビリテーションに際して、運動刺激や物理的刺激を早期から行なうことの重要性が指摘されている。我々は、運動および物理的刺激効果を培養細胞と人口骨(HAP)を用いて迅速に調べる方法を開発した。細胞はC3H10T1/2を用い、運動および物理的刺激を与え、HAPと混合培養するとHAPの周りに300μm以上の幅で囲んで肥厚した細胞群が出現し、三次元増殖を行なう。本年度は、運動および物理的刺激として(1)重力、(2)電磁波、(3)電気について検討を行ない、以下の結果を得た。
1.刺激量と三次元増殖形成の頻度:運動および物理的刺激が増大するほど、三次元増殖の出現頻度も増加するが、刺激が多すぎると細胞死をまねくことから、刺激にはどれも適量が存在することがわかった。
2.刺激と三次元増殖形成の関連性:刺激を与えた際におきる細胞内のどのような変化が、三次元増殖に関与するかを検討するため、ストレス蛋白であるMKK酵素について調べてみた。その結果、種々の刺激を与えるとMKK酵素は活性化していることがわかった。このことから、適度な運動および物理刺激を細胞に与えると、ストレス蛋白が活性化し三次元増殖形成に導いていることが考えられ、骨折の治療やリハビリテーションにおける運動刺激の効果は、大切な遺伝子の活性化によっているということが示された。
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