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微小気泡を用いた超音波遺伝子導入の発現効率向上法に関する検討

Research Project

Project/Area Number 18650139
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical systems
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

工藤 信樹  Hokkaido University, 大学院・情報科学研究科, 助教 (30271638)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 克之  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (10088867)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords超音波 / ソノポレーション / 遺伝子導入 / 微小気泡 / パルス超音波 / タイムラプス観察 / 遺伝子発現 / 持続培養
Research Abstract

○パルス超音波による遺伝子導入の実証
従来,連続波もしくは波数の多いバースト波を用いて行われてきたソノポレーションが,波数3波程度の短い超音波パルスを1回照射するだけでも実現できることを,GFP遺伝子の導入と発現のタイムラプス観察を通じて実証した.しかしその導入効率は低く,パルス超音波が撹拌効果を持たないことが原因の一つと考えられた
○遺伝子付着気泡の作成
撹拌効果を持たないペルス超音波でも効率が高いソノポレーションを実現するための方法として,細胞に穿孔をもたらす微小気泡自体に遺伝子を付着させる方法について検討した.その結果,アルブミンとGFP遺伝子を混入した生理食塩水を撹拌することで,遺伝子が付着した直径数ミクロンの微小気泡を再現性良く作成できることを確認した.
○導入効率の向上
上記で作成した気泡を用いて,遺伝子導入効率の向上効果を調べた.GFT遺伝子を培養液中に懸濁させた条件と気泡に付着させた条件で発現効率を調べた結果,気泡に付着させることによって導入効率が,培養駅に懸濁させた場合の約4倍に向上することを確認した.
○気泡の種類による膜損傷の違い
種々の気泡を用いてパルス超音波を用いたソノポレーションを行い,細胞の損傷率と修復率が気泡の種類によってどのように変化をするかを調べた.その結果,気泡の種類に依存して修復率が60%から100%近くまで変化することが確認され,ソノポレーションに最適な気泡の開発の可能性が示された.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Measurement of pressure-dependent attenuation of ultrasound contrast agents2008

    • Author(s)
      Kudo, N.
    • Journal Title

      Proceedings of the 29th International Symposium on Acoustical Imaging 29(印刷中)

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] No contribution of sonochemical effects in cell membrane damage induced by single-shot pulsed ultrasound with an adjacent microbubble2008

    • Author(s)
      Okada, K.
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics (投稿中)

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  • [Journal Article] Identification of genes responsive to low intensity pulsed ultrasound in a human leukemia cell line Molt-42007

    • Author(s)
      Tabuchi, Y.
    • Journal Title

      Cancer Letters 246

      Pages: 149-156

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular therapy using ultrasound: Mechanisms involved in drug activa-tion, apoptosis induction, gene transfer, and alterations of gene expression2007

    • Author(s)
      Yoshida, T.
    • Journal Title

      Thermal Medicine 23

      Pages: 113-122

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biomolecular effects of low-intensity ultrasound: Apoptosis, sonotransfection, and gene expression2007

    • Author(s)
      Feril, L. B.
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 46-Pt.1

      Pages: 4435-4440

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    • Author(s)
      鈴木良輔
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 107(126)

      Pages: 17-20

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    • Author(s)
      後藤慎吾
    • Journal Title

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料 2007(2)

      Pages: 22-28

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      2007 Annual Research Report
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    • Author(s)
      渡辺大士
    • Journal Title

      日本超音波医学会基礎技術研究会資料 2007(2)

      Pages: 29-33

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  • [Journal Article] Measurement of pressure-dependent attenuation of ultrasound contrast agents2007

    • Author(s)
      Kudo, N.
    • Journal Title

      Proceedings of the 29th International Symposium on Acoustical Imaging 29(印刷中)

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    • Author(s)
      工藤信樹
    • Journal Title

      電子情報通信学会和文誌 J89-A(9)

      Pages: 746-753

    • NAID

      110007384433

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  • [Journal Article] Comparison between sonodynamic effect and photodynamic effect with photosensitizers on free radical formation and cell killing2006

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      Hiraoka, W.
    • Journal Title

      Ultrasonics Sonochemistry 13(6)

      Pages: 535-542

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of genes responsive to low intensity pulsed ultrasound in a human leukemia cell line Molt-42006

    • Author(s)
      Tabuchi, Y.
    • Journal Title

      Cancer Letters 246(1-2)

      Pages: 149-156

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  • [Journal Article] Confirmation of enhanced expression of heme oxygenase-1 gene induced by ultrasound and its mechanism : analysis by cDNA microarray system, real-time quantitative PCR, and Western blotting2006

    • Author(s)
      Kagiya, G.
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics 33(1)

      Pages: 3-10

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  • [Journal Article] 超音波によるフリーラジカル生成に関するESR計測 -超音波化学および基礎医学研究への応用-2006

    • Author(s)
      近藤 隆
    • Journal Title

      電子スピンサイエンス 4(Autumn)

      Pages: 109-115

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  • [Journal Article] 微小気泡と超音波の生体作用-細胞膜の損傷と修復の機序-2006

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Journal Title

      細胞 38

      Pages: 129-132

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Simple Schlieren system for visualization of a HIFU sound field2006

    • Author(s)
      Kudo, N.
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings 829

      Pages: 614-617

    • NAID

      10023914607

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超音波音場可視化のための簡易型シュリーレン法に関する研究□-強力超音波音場の可視化-2006

    • Author(s)
      宮下英樹
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 106(127)

      Pages: 5-8

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      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 医用超音波の最新技術:超音波造影法と超音波治療2008

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Organizer
      第31回生体医工学研究会
    • Place of Presentation
      札幌 北海道大学
    • Year and Date
      2008-01-11
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Behavior of microbubbles in diagnostic and therapeutic ultrasound.2007

    • Author(s)
      Kudo, N.
    • Organizer
      International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging
    • Place of Presentation
      Umeda Sky Building, Osaka
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Dynamics of microbubbles observed using a high-speed camera.2007

    • Author(s)
      Kudo, N.
    • Organizer
      International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing
    • Place of Presentation
      Science Hall, Kyoto Research Park, Kyoto
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 超音波の生物作用 (大西武雄監修 放射線医科学)2007

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Total Pages
      150
    • Publisher
      学会出版センター
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 放射線医科学-生体と放射線・電磁波・超音波-2007

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Total Pages
      143
    • Publisher
      学会出版センター
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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