2012 Fiscal Year Annual Research Report
Diagnostic analyses of dynamical interaction of plasma and surface in plasma medicine
| Project Area | Plasma medical innovation |
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| Project/Area Number |
24108002
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
堀 勝 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80242824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴置 保雄 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10115587)
加藤 昌志 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10281073)
秋山 真一 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20500010)
平松 美根男 名城大学, 理工学部, 教授 (50199098)
近藤 博基 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345930)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 医療 / バイオ / がん細胞 / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療用プラズマの時空間粒子計測装置とプラズマ照射生体表界面解析装置の構築した。これらは，真空紫外吸収分光法などのプラズマ診断手法によって，プラズマから照射されるラジカルの絶対密度などを定量的に計測することが可能な設備である．同設備では，本新学術領域の各計画研究班で使用されている多様な大気圧プラズマを接続して，ラジカルなどの粒子計測が可能な仕様となっている．本設備によって，これらの多様な大気圧プラズマ源を共通の手法で計測し，定量的な計測データに基づいて比較することが可能となり，体系的なプラズマ医療科学基盤の構築が推進できる．
一方，これまでに開発してきた60Hz ACで簡便に超高密度（10^16 cm^-3 以上）なプラズマを励起することが可能な非平衡大気圧プラズマ源を用いて，卵巣癌培養細胞にプラズマを直接照射した際に，正常細胞に影響を与えずに選択的にアポトーシスを誘導できることを発見した．更にプラズマを細胞に直接照射せずに，培養液に照射してから、この培養液を脳腫瘍培養細胞（グリオーマ）に投与することによっても，がん細胞にのみ選択的にアポトーシスを誘導することに成功した。このプラズマ培養液によるアポトーシスが、ＡＫＴキナーゼ（生存・増殖シグナリングのハブの役割）を抑制によって発現するという細胞内分子機構を世界に先駆けて発見した．この機構を発する医療用プラズマからの粒子計測と生体表界面反応について解析している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
医療用プラズマが、がん細胞に作用して非常に複雑な細胞内シグナリングネットワークを経てアポトーシスに至る機構の解明は、世界的にみてプラズマ医療界で成し遂げられていない。今年度は、プラズマ培養液の投与によりがん培養細胞及び正常培養細胞に及ぼす細胞内分子機構についてAKTキナーゼをはじめ、次々と明らかにしており、当初の目標を加速して達成することができた。プラズマ医療相互作用の理解は、プラズマからの粒子、生体表界面での反応、分子内シグナリングネットワークといった過程を考えており、この流れを遡って、次は表界面反応解析とプラズマ生成粒子計測について、進めていく予定であるが、これらについては解析装置の準備が予定通りに整えることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２５年度は、生存・増殖シグナリングネットワークなどに存在する様々な生体分子がプラズマ（培養液）によりどのような影響を受けるのかを個々に詳細に調べるとともに、ゲノム全体でプラズマ（培養液）によりどのような影響を受けるかを遺伝子発現レベルで解析し、プラズマ（培養液）から細胞死にいたる細胞内分子機構の全貌解明、更にはプラズマ（培養液）ががん細胞を選択的に殺傷する細胞内分子機構の解明を目指す。
プラズマ粒子計測は、レーザーならびにシュリーレン撮影装置をもちいたラジカルやイオンの3次元空間分布計測を進める。
生体表界面解析については、環境制御ユニット付き表面プローブ顕微鏡をもちいた生化学反応を分子レベルで解析する装置を構築する。
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