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先ず、コラーゲン包埋3次元培養下での軟骨細胞によるI型、II型コラーゲンおよびアグリカンmRNAの発現を調べる為のRT-PCRを確立した.I型、II型コラーゲンおよびアグリカンmRNAの発現は軟骨細胞採取時がもっとも強く、その後コラーゲンに包埋して3次元培養すると急速に低下していくことが明らかになった.コラーゲン包埋3次元培養下軟骨細胞を直接、軟骨欠損部に移植していたこれまでの研究では、軟骨細胞は脱分化してしまっていた可能性が高い事が明らかになった.
次に、コラーゲン包埋3次元培養下での軟骨細胞に圧縮ストレスを加える装置を作成した。力学的ストレス負荷装置を作成した.力学的ストレスの至適負荷時間を調べる為、一日当たり0分、30分、60分、120分のストレスを3次元培養軟骨細胞に加えた.上記の条件の中で60分の力学的ストレスがI型コラーゲンmRNAの発現をもっとも抑制し、II型コラーゲンおよびアグリカンmRNAの発現をもっとも促進することが明らかになった.
コラーゲン包埋3次元培養下の軟骨細胞を力学的ストレスで賦活化するには刺激時間に考慮する必要がある事が明らかになった.
更に力学的ストレスで刺激した後のI型、II型コラーゲンおよびアグリカンmRNAの発現を経時的に調べた.各々のmRNAは60分の力学的ストレスの直後にもっとも発現が強く、その後12時間後でほぼ刺激前に戻るが、24時間では逆に抑制が掛かる事が分かった.以上の結果よりコラーゲン包埋3次元培養下の軟骨細胞を力学的ストレスで刺激するには24時間毎に60分の刺激時間で刺激するのが最も効果的であると考察された.
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