Healing power of electricity raises hope of new treatments

電流による治癒の力に新たな治療法として期待

Scientists have found how the body harnesses the power of electricity to heal cuts and grazes - an effect they manipulated to speed up wound healing dramatically.

科学者は、人体が切り傷や擦り傷を治すのに電気の力を利用する仕組みを解明した。−科学者が電流を操作した影響で傷が治る速度が劇的に速くなった。

In what amounts to the modern rediscovery of an old medical curiosity, the finding raises hopes for revolutionary treatments to patch up injured patients in hours instead of days.

古い医学的好奇心による現在の再発見である。この発見は完治まで数日かかる患者を数時間で治療するという画期的な療法への期待を持たせる。

In preliminary lab tests, researchers showed that by controlling the weak electrical fields that arise naturally at wound sites, they could direct cells to either close or open up a wound at the flick of a switch. By making the cells move faster, they were able to speed up wound healing by 50%.

事前に研究室で行われた実験では、研究者が傷口に自然にできる微弱な電界をコントロールすることで、傷口の細胞を、スイッチの動きで開閉できることを示した。細胞をより速く動かせることで、彼らは傷治療の速度を50%上昇させることができた。

The role of electricity in wound healing has received scant attention from the scientific community since the German physiologist Emil Du Bois-Reymond cut his arm and measured the electrical field across the wound in the mid-1800s. But in the journal Nature today, an international team of scientists led by Aberdeen University not only confirms the effect but also unravels the genetic machinery behind it.

1800年代半ばにドイツの生理学者E・ヂュボアレーモンが自らの腕を切り、傷口全体の電界を測ったときから、傷の治癒における電流の働きは科学界からあまり注目されていなかった。しかし今日Nature誌の中で、アバディーン大に率いられる科学者の国際チームは、電流の影響を確かめるだけでなく、その背後にある遺伝子のメカニズムも解明している。

Using sheets of skin in dishes, Min Zhao and Colin McCaig show that electricity flows from the edges of a wound as soon as an incision is made. The current is triggered by positively charged sodium ions coursing through the tissue in one direction and an opposing rush of negatively charged chloride ions, together creating a voltage across the wound about 15 times weaker than an AA battery.

容器(ペトリ皿)に入れた皮膚の一部を使い、ミン・チャオとコリン・マッケイグは切り傷を付けるとすぐに電流が傷口から流れることを示した。電流は組織の一方向に流れる正に帯電したナトリウムイオンとそれに対立する負に帯電した塩化物イオンによって引き起こされる。そして、傷全体に単三電池のおよそ1/15の弱い電圧を作り上げる。

"These natural signals are instantaneous. The moment you make a wound, there's an electrical signal at the wound edge and it lasts as long as it takes the wound to heal up," said Professor McCaig.

「これらの自然信号は瞬間的です。皆さんが傷を作る瞬間、この電気信号が傷口に現われます。そして傷の治療が必要な限りそれは続きます。」と、マッケイグ教授は話す。

Further tests showed epithelial cells, the building blocks of skin tissue, sensed and followed electric fields towards the wound site using two molecular structures, or receptors. One mobilises cells to creep in the direction of the electric field, while the other shuts down any signals that threaten to send the cell off course.

更なる実験で、上皮の細胞(皮膚組織の素材)が2つの分子構造またはレセプターを使って、傷口の電界を検知し、移動することが示された。細胞が正しい方向から外れて移動する恐れのあるほかの信号をシャットダウンしている間、細胞は電界の方向に移動し、1つに集合する。

"They're stimulated to move, but they're also told where to find the centre of the wound, so these electrical signals are telling cells, 'get charging, get yourself in there'," Prof McCaig said.

「電流は(細胞が)動くよう刺激します。しかしまた細胞は何処に傷の中心があるか見つけるよう命令されます。『傷口に入って、そこを埋めなさい。』と、電気信号が細胞に命令するのです。」と、マッケイグ教授は話す。

The charge itself is far from rapid. Measurements of individual cells show they encroach on the wound at a speed of 50 micrometres an hour, the equivalent of just over one millimetre a day.

傷埋め自体は、決して急速ではない。個々の細胞の測定値は、細胞が時速50マイクロメートル、1日1ミリメートル以上に等しい速度で傷に浸透する速度である。

But tests on tissues and genetically modified mice show the healing mechanism can be speeded up by 50% by subjecting wounds to electrical fields or drugs such as prostaglandins that can boost the ability of cells to shunt ions around.

しかし組織や遺伝子組み換えマウスを使った実験では、治療メカニズムが、傷口に電界やまわりにイオンを流す細胞の能力を高めるプロスタグランジンのような薬を与えることにより、50%治療速度が上げられることが示されている。

"We can increase the natural electrical signals using a variety of chemicals we'd apply to wounds, and by doing that we can get faster healing. What amazes me is that this has been relatively neglected for such a long time," said Prof McCaig.

「私達は傷に適用する様々な化学製品を使って自然の電気信号を増やすことができます。そしてそれによって、より速い治癒を手に入れることができます。私が驚かされたことは、これがそのように長い期間比較的無視されてきたということです。」と、マッケイグ教授は言う。

2006/7/27 Guardian