ナノ秒パルスを用いたマルチパルスエレクトロポレーターの開発
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20K04458
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
河野 晋 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30270375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 伸明 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30227631)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | エレクトロポレーション / 遺伝子導入 / ナノ秒高電圧 / CHO / THP-1 / RAW264.7 / ナノ秒高電圧パルス / GFP / マルチパルス / HL-60 / ナノ秒パルス / エレクトロポレーター / 組み合わせパルス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、高電圧ナノ秒パルスと低電圧長パルスによるマルチパルスエレクトロポレーターを製作し、特徴の異なるさまざまな細胞を対象として、遺伝子導入実験を行う。2種類の電圧パルスを用いたシンプルな組み合わせによる導入分布図を細胞種毎に描き，最適パルス条件を見出す。細胞の特徴・遺伝子導入・発現量などの結果をもとにナノ秒パルスと低電圧パルスの細胞膜や核膜に対する影響を明確にし，ナノ秒パルスマルチエレクトロポレーターの実現を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度より開始したCHO（チャイニーズハムスター卵巣細胞）を対象に，ナノ秒パルスとミリ秒パルスの与え方，懸濁液の組成などを変化し，電気ダメージの大小やGFP発現個数の多寡を調査した。最初に印加するポアリングパルス（PP）としてパルス幅・電圧が100 ns,2.0 kVのナノ秒高電圧，PP後に1 msのインターバルを経た後，印加するトランスファーパルス（TP）としてパルス幅・電圧が10,30,50 ms,60,70,80,90 Vと大きく変化したミリ秒低電圧パルスを組み合わせパルスとしてGFPの導入実験を行った。
はじめに印加するパルスをPPのみ，TPのみ，PP+TPの組み合わせパルスとして実験を行い，PPのみでは導入はできないこと，TPのみでパルス幅や電圧が長く高くなるにつれてGFPの導入が確認できた。しかし，TPの前にPPを組み合わせた場合，TPのみに比べGFPの導入個数が格段に増加することが確認でき，ナノ秒高電圧のPPとしての効果が確認できた。
次に，これまでの細胞（HL-60，RAW264.7）と同様に組み合わせパルス条件毎のCHO細胞の状況（影響なし，良好な導入，ダメージ大）を，TPパルスのエネルギーを横軸，同パルスの電界（＝電圧/キュベットのギャップ長）を縦軸としてプロットし，良好な導入ができる組み合わせパルスの最適条件の範囲が判明した。プロットによるとCHOの最適条件領域はRAW264.7とほぼ同等であることが分かった。
新しい細胞種として導入が困難とされるTHP-1の培養と導入実験を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスにより，移動自粛や出張禁止などの理由で，外部との連携実験などが縮小・延期・中止になったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ過で実施できなかった，外部の研究機関へ赴き，導入実験を行う予定である。本校では実施済みや未実施の細胞種に対し実験を行い，多くの知見を得たいと考えている。
また，本校でも新しい細胞種THP-1（ヒト由来急性単球性白血病細胞）に対し，同様の導入実験を行い，これまでの細胞との比較を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
