プラズマの中枢神経組織への作用の解明

• Project Area: Plasma medical innovation
• Project/Area Number: 25108515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 片岡 洋祐 独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (40291033)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: プラズマ / 中枢神経 / 細胞増殖 / 神経伝達 / 脳血流 / 大気圧プラズマ / 光酸化 / ラジカル

Outline of Annual Research Achievements

プラズマは光・荷電粒子・ラジカル等からなり、その医療応用においてはさまざまな可能性が示唆されているものの、確立された理論に基づく医療技術あるいは装置は未だ確立されていない。特に、中枢神経組織へのプラズマの作用についてはほとんど研究が進められておらず、その作用や医療応用の可能性すら議論できる状況にない。そこで、ラット大脳皮質を対象に大気圧プラズマ照射がどのような作用を有するかについて、光組織酸化反応との相違点から明らかにしてきた。具体的には、光組織酸化の場合、一過性のシナプス伝達抑制が引き起こされるが、プラズマ照射ではそういった神経伝達への影響は小さかった。また、強い光組織酸化反応では周辺細胞の脱分極現象が引き金となって片側大脳皮質にSpreading depressionが発生し、グリア前駆細胞やミクログリアが一斉に増殖を開始する一方、プラズマ照射ではSpreading depressionを発生させることなく多数の増殖細胞を出現させることを発見した。こうしたプラズマによる細胞増殖の誘導と組織再生との関係について分子メカニズムを解明し、さらに、再生誘導に最適なプラズマ照射条件を見出した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fatigue-like behavior following peripheral viral infection is likely triggered by neuroinflammation. (2015)
  • Author(s): Yamato, M. and Kataoka, Y.
  • Journal Title: Neural Regen. Res. Volume: 10 Issue: 2 Pages: 203-204
  • DOI: 10.4103/1673-5374.152369
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potential biomarkers of fatigue identified by plasma metabolome analysis in rats. (2015)
  • Author(s): Kume, S., Yamato, M., Tamura, Y., Jin, G., Nakano, M., Miyashige, Y., Eguchi, A., Ogata, Y., Goda, N., Iwai, K., Yamano, E., Watanabe, Y., Soga, T., and Kataoka, Y.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 10(3) Issue: 3 Pages: e0120106-e0120106
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120106
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A voxel-based analysis of brain activity in high-order trigeminal pathway in the rat induced by cortical spreading depression. (2015)
  • Author(s): Cui, Y., Toyoda, H., Sako, T., Onoe, K., Hayashinaka, E., Wada, Y., Yokoyama, C., Onoe, H., Kataoka, Y., and Watanabe, Y.
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 108 Pages: 17-22
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2014.12.047
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of cortical spreading depression in the pathophysiology of migraine. (2014)
  • Author(s): Cui, Y., Kataoka, Y., and Watanabe, Y.
  • Journal Title: Neurosci. Bull. Volume: 30 Issue: 5 Pages: 812-822
  • DOI: 10.1007/s12264-014-1471-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neuroinflammation in patients with chronic fatigue syndrome/myalgic encephalomyelitis: a 11C-(R)-PK11195 positron emission tomography study (2014)
  • Author(s): Nakatomi Y, Mizuno K, Ishii A, Wada Y, Tanaka M, Tazawa S, Onoe K, Fukuda S,
  • Journal Title: The Journal of Nuclear Medicine Volume: 55 Issue: 6 Pages: 945-950
  • DOI: 10.2967/jnumed.113.131045
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Brain interleukin-1beta and the intrinsic receptor antagonist control peripheral toll-like receptor 3-mediated suppression of spontaneous activity in rats. (2014)
  • Author(s): Yamato, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Watanabe, Y., and Kataoka, Y.,
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 9 Issue: 3 Pages: e90950-e90950
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0090950
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] メタボローム解析による疲労病態研究と慢性疲労症候群診断バイオマーカーの開発 (2014)
  • Author(s): 片岡洋祐、久米慧嗣
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 249 （４） Pages: 299-303
• [Journal Article] 生体への近赤外レーザ光照射と抗炎症効果 (2014)
  • Author(s): 片岡洋祐、大和正典、金田明
  • Journal Title: 光アライアンス Volume: ２５（４） Pages: 13-17
• [Journal Article] Neuroinflammation in animal models of fatigue. (2013)
  • Author(s): Kataoka, Y., Yamato, M., Miyashige, Y., Tamura, Y., and Cui, Y.
  • Journal Title: Adv. Neuroimmune Biol. Volume: 4 Issue: 4 Pages: 237-244
  • DOI: 10.3233/nib-130073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chronic degeneration of dorsal raphe serotonergic neurons modulates cortical spreading depression : A possible pathophysiology of migraine (2013)
  • Author(s): Cui, Y.L., Li, Q.H., Yamada, H., Watanabe, Y., Kataoka, Y
  • Journal Title: J Neurosci Res Volume: 91 Issue: 6 Pages: 737-744
  • DOI: 10.1002/jnr.23209
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low-reactive level laser irradiation improves crescentic glomerulonephritis in rats. (2013)
  • Author(s): Yamato, M., Kaneda, A., and Kataoka, Y.
  • Journal Title: Lasers Med. Sci. Volume: 28 Issue: 4 Pages: 1189-1196
  • DOI: 10.1007/s10103-012-1229-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 原因別疲労動物モデルと分子神経病態 (2013)
  • Author(s): 片岡洋祐
  • Journal Title: 日本生物学的精神医学会誌 Volume: 24 Pages: 211-217
  • NAID: 130005395520
• [Presentation] 中枢神経組織前駆細胞による局所環境制御と神経機能維持 (2015)
  • Author(s): 片岡洋祐、中野真行、大和正典、田村泰久
  • Organizer: 第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会日
  • Place of Presentation: 神戸・神戸国際会議場戸
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • Invited
• [Presentation] Neuroinflammation is possibly involved in prolonged suppression of rat spontaneous activity induced by monofluoroacetate, an inhibitor for TCA cycle. (2014)
  • Author(s): Yamato, M., Kume, S., Jin, G., Miyashige, Y., Nakano, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Kataoka, Y.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Ablation of NG2 glial cells induced neuronal cell death in the hippocampus through apoptotic pathway. (2014)
  • Author(s): Nakano, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Yamato, M., Kume, S., Miyashige, Y., Kataoka, Y.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] 担癌マウスにおける腫瘍標的ペプチド付加リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素の生体内分布 (2014)
  • Author(s): 北出高志、中辻匡俊、河野正樹、井上遥、久米慧嗣、田村泰久、片岡洋祐、乾隆
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都・国立京都国際会館
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] エネルギー代謝の低下に着目した疲労動物モデルにおける脳内神経炎症の関連 (2014)
  • Author(s): 大和正典、久米慧嗣、金光華、宮繁志治、中野真行、田村泰久、江口麻美、片岡洋祐
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] NG2細胞選択的除去は脳室拡大および神経障害を誘導する (2014)
  • Author(s): 田村泰久、中野真行、江口麻美、大和正典、久米慧嗣、宮繁志治、片岡洋祐
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] NG2グリア脱落におけるTNFα経路を介した海馬神経細胞死誘導 (2014)
  • Author(s): 中野真行、田村泰久、江口麻美、大和正典、久米慧嗣、宮繁志治、片岡洋祐
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 脳虚血障害後NG-2陽性ペリサイトは中枢神経系におけるすべての構成成分に分化する (2014)
  • Author(s): 佐久間理香、中込隆之、河原麻衣子、笠原由紀子、田口明彦、田村泰久、片岡洋祐、松山知弘
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Anti-GBM腎炎抑制のための照射パラメータ検討 (2014)
  • Author(s): 竹田昴司、西口英司、大和正典、片岡洋祐、金田明
  • Organizer: 第26回日本レーザー治療学会
  • Place of Presentation: 東京・ステーションコンファレンス万世橋
  • Year and Date: 2014-06-28 – 2014-06-29
  • Invited
• [Presentation] 近赤外低反応レベルレーザー照射による腎炎抑制効果 (2014)
  • Author(s): 大和正典、金田明、片岡洋祐
  • Organizer: 第26回日本レーザー治療学会
  • Place of Presentation: 東京・ステーションコンファレンス万世橋
  • Year and Date: 2014-06-28 – 2014-06-29
  • Invited
• [Presentation] LLLT研究の現状と将来 (2014)
  • Author(s): 金田明、大和正典、片岡洋祐
  • Organizer: 第26回日本レーザー治療学会
  • Place of Presentation: 東京・ステーションコンファレンス万世橋
  • Year and Date: 2014-06-28 – 2014-06-29
  • Invited
• [Presentation] エネルギー代謝の低下に着目した疲労動物モデルの作製と評価 (2014)
  • Author(s): 大和正典、久米慧嗣、金光華、宮繁志治、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
  • Organizer: 第10回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 大阪・コングレコンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] メタボローム解析による慢性疲労症候群診断バイオマーカーの検討 (2014)
  • Author(s): 山野恵美、久米慧嗣、大和正典、田島世貴、福田早苗、倉恒弘彦、渡辺恭良、片岡洋祐
  • Organizer: 第10回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 大阪・コングレコンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] 質量分析法による血漿中有機酸、アミノ酸の簡便な同時定量法開発 (2014)
  • Author(s): 井原詠子、寺井織枝、泉川健、岡嶋孝太郎、堤靖、上田千晶、柳和則、片岡洋祐
  • Organizer: 第10回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 大阪・コングレコンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] 中枢神経炎症と疲労に関する動物モデル研究 (2014)
  • Author(s): 片岡洋祐、田村泰久、大和正典、久米慧嗣、中野真行
  • Organizer: 第10回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 大阪・コングレコンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] 水浸疲労負荷モデル動物の肝臓における疲労代謝回路の活性化と組織炎症 (2014)
  • Author(s): 久米慧嗣、大和正典、宮繁志治、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
  • Organizer: 第10回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 大阪・コングレコンベンションセンター
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [Presentation] 毛包前駆細胞の発光イメージングを用いた毛周期モニタリング (2014)
  • Author(s): 田村泰久、江口麻美、中野真行、久米慧嗣、宮繁志治、大和正典、片岡洋祐
  • Organizer: 第9回日本分子イメージング学会
  • Place of Presentation: 豊中・千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [Presentation] 遺伝子改変ラットを用いた中枢神経前駆細胞のマルチモダルイメージング技術の確立 (2014)
  • Author(s): 中野真行、田村泰久、江口麻美、大和正典、久米慧嗣、宮繁志治、片岡洋祐
  • Organizer: 第9回日本分子イメージング学会
  • Place of Presentation: 豊中・千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [Presentation] Regulation of various cellular functions by using low-reactive level near-infrared laser irradiation. (2013)
  • Author(s): Yamato, M., Tamura, Y., Maki, K., Riquimaroux, H., Kataoka, Y.
  • Organizer: AMT-BHI 2013
  • Place of Presentation: 群馬県前橋市前橋テルサ
• [Presentation] 神経組織への光とラジカルの作用 (2013)
  • Author(s): 片岡洋祐、大和正典、金田明
  • Organizer: プラズマ医療科学の創成公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市名古屋大学
  • Invited
• [Presentation] 腎臓への近赤外低反応レベルレーザー照射による抗炎症効果 (2013)
  • Author(s): 片岡洋祐、大和正典、金田明
  • Organizer: 第25回日本レーザー治療学会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市愛知県産業労働センターウインクあいち
  • Invited
• [Presentation] MicroPETを用いた急性および慢性疼痛モデルラットにおける疼痛認知・伝達回路の解析 (2013)
  • Author(s): 崔翼龍、佐古健生、豊田浩士、林中恵美、和田康弘、渡辺恭良、片岡洋祐
  • Organizer: Neuro2013
  • Place of Presentation: 京都府京都市国立京都国際会館
• [Presentation] 疲労病態と脳内サイトカイン (2013)
  • Author(s): 片岡洋祐、大和正典
  • Organizer: 第9回日本疲労学会
  • Place of Presentation: 秋田県秋田市秋田県総合保健センター
  • Invited
• [Remarks] 理化学研究所ライフサイエンス技術基盤研究センター細胞機能評価研究チームホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/clst/biofunct_dyn_img/img_funct/cell_funct_img/