2013 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ医療科学の臨床応用論的学術基盤の構築と体系化
Project Area | Plasma medical innovation |
Project/Area Number |
24108008
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
吉川 史隆 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40224985)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊國 伸哉 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90252460)
水野 正明 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院教授 (70283439)
丸山 彰一 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10362253)
梶山 広明 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00345886)
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Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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Keywords | 大気圧非平衡プラズマ / がん治療 / 再生医療 / 酸化ストレス / ROS / 卵巣がん / 脳腫瘍 / 脂肪由来間葉系幹細胞 |
Research Abstract |
がん治療に対するプラズマの応用:プラズマの直接照射による卵巣がん細胞株に対する抗腫瘍効果に加え、プラズマを照射した培養液を細胞に作用させる間接照射においても、卵巣がん細胞株並びに、脳腫瘍細胞株に対して抗腫瘍効果を示すことを明らかにした。今年度は、プラズマ照射培養液が種々がん細胞株に対する抗腫瘍効果とプラズマにより培養液中に生成される活性種、特にreactive oxygen spices(ROS)との関係を明らかにし、細胞死誘導のメカニズムへの関与をin vitroとin vivoの両方において検討した。特に、卵巣がん治療においては、その予後不良の原因の一つである再発がんに対する治療へのアプローチとして抗がん剤耐性がん細胞株へのプラズマの抗腫瘍効果についても検討を行い、その有効性も実証した。さらに、プラズマ培養液により変化するシグナル伝達経路について脳腫瘍細胞株を用いて検討を行い、昨年度報告したAKTのダウンレギュレーションに続き、細胞増殖にかかわるいくつかの分子への影響を見出した。 再生医療に対するプラズマの応用: 培養ヒト脂肪由来間葉系幹細胞(ASC)にプラズマを照射したところ、幹細胞の活性化マーカーであるサイトカイン分泌量の亢進がすでに明らかとなっている。今年度は、プラズマがASCに与える影響をDNA microarrayを用いて網羅的に解析し、プラズマ強度依存的に変化のあった分子をいくつか特定した。今後これらの分子をさらに詳細に検討する。 プラズマの生物学的作用に与える分子機序の解明:個々の生体分子(核酸、蛋白質、脂質)にプラズマを照射すると、プラズマが生成する活性種などの影響により、これらの分子に切断・重合・修飾といった変化が起こることを見出している。今年度はラット臓器に対しEx vivoにおいてプラズマを直接照射し、酸化ストレス応答を中心に組織学的に検討を行った。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度は本学術領域の2年目として、初年度で蓄積したプラズマ培養液のキャラクタリゼーションの結果を踏まえ、がん細胞(卵巣がん細胞、脳腫瘍細胞)、培養ヒト脂肪由来間葉系幹細胞並びに生体組織に与える影響について、プラズマから生成される活性種、特にreactive oxygen spices(ROS)の作用を念頭におき、さらなる基礎的データの収集に加えて網羅的な遺伝子発現解析を行った。これらの結果より、その主な生体への影響として、酸化ストレス応答が挙げられ、細胞死と増殖に関与していることが示唆された。 一方で、治療を目指した研究として、本年度は、マウス皮下に卵巣がん細胞を播種しその腫瘍形成能に対するプラズマ培養液の治療効果を検討し、その増殖抑制効果を明らかにした。
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Strategy for Future Research Activity |
がん治療に対するプラズマの応用: プラズマを照射したプラズマ培養液がヒト卵巣がん細胞株並びに、ヒト脳腫瘍細胞株に対して抗腫瘍効果を示すことを明らかにしており、その作用機序として、プラズマ照射により培養液中に生成される活性種、特にROSがその主な要因であることを見出している。今後は、プラズマ培養液由来ROSの作用機序を分子生物学的に解明するとともに、DNA microarrayの結果において変動のあった遺伝子や関与するシグナル伝達経路をさらに詳細に検討し、どのようながんに効くのかを明らかにしていく。また、各種動物モデルを用いたプラズマ培養液による治療効果の検討も行う。 再生医療に対するプラズマの応用: 培養ヒト脂肪由来間葉系幹細胞(ASC)にプラズマを照射したところ、幹細胞が活性化されることをすでに見出している。さらに、DNA microarrayの結果、酸化ストレス応答で見られる遺伝子の発現変動を見出しており、ASCの酸化ストレス応答と活性化の分子メカニズムを検討し、高品質で安定なASC培養技術の確立につなげていく。 プラズマの生物学的作用に与える分子機序の解明:生体分子(核酸、蛋白質、脂質)並びに組織にプラズマを照射すると細胞内および間質にフリーラジカルが生成され切断・重合・修飾などの様々な変化をもたらすことを明らかにした。今後、プラズマが生体組織に与える修飾効果を詳細に検討し、プラズマの間接・直接照射法の両方法の最適な臨床応用法の検討を行う。さらに個体レベルでのプラズマの影響を検討するため、腹膜悪性中皮腫動物モデルを用い、生体内でのプラズマの効果を、酸化ストレス応答を中心に検討を行う。
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[Journal Article] Expression of chromobox homolog 7 (CBX7) is associated with poor prognosis in ovarian clear cell adenocarcinoma via TRAIL-induced apoptotic pathway regulation.2014
Author(s)
Shinjo K, Yamashita Y, Yamamoto E, Akatsuka S, Uno N, Kamiya A, Niimi K, Sakaguchi Y, Nagasaka T, Takahashi T, Shibata K, Kajiyama H, Kikkawa F, Toyokuni S.
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Journal Title
Int J Cancer.
Volume: 135
Pages: 308-18
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A recurrence-predicting prognostic factor for patients with ovarian clear-cell adenocarcinoma at reproductive age.2014
Author(s)
Kajiyama H, Mizuno M, Shibata K, Umezu T, Suzuki S, Yamamoto E, Mitsui H, Sekiya R, Niimi K, Kawai M, Nagasaka T, Kikkawa F.
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Journal Title
Int J Clin Oncol.
Volume: 19
Pages: 921-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Survival benefit of taxane plus platinum in recurrent ovarian cancer with non-clear cell, non-mucinous histology.2014
Author(s)
Kajiyama H, Shibata K, Mizuno M, Umezu T, Suzuki S, Sekiya R, Niimi K, Mitsui H, Yamamoto E, Kawai M, Nagasaka T, Kikkawa F.
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Journal Title
J Gynecol Oncol.
Volume: 25
Pages: 43-50
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Possible Involvement of CD10 in the Development of Endometriosis Due to Its Inhibitory Effects on CD44-Dependent Cell Adhesion.2014
Author(s)
Iwase A, Kotani T, Goto M, Kobayashi H, Takikawa S, Nakahara T, Nakamura T, Kondo M, Bayasula, Nagatomo Y, Kikkawa F.
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Journal Title
Reprod Sci.
Volume: 21
Pages: 82-88
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cancer-promoting role of adipocytes in asbestos-induced mesothelial carcinogenesis through dysregulated adipocytokine production.2014
Author(s)
Chew SH, Okazaki Y, Nagai H, Misawa N, Akatsuka S, Yamashita K, Jiang L, Noguchi M, Hosoda K, Sekido Y, Takahashi T and Toyokuni S.
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Journal Title
Carcinogenesis
Volume: 35
Pages: 164-172
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The expression and characterization of endoglin in uterine leiomyosarcoma.2013
Author(s)
Mitsui H, Shibata K, Mano Y, Suzuki S, Umezu T, Mizuno M, Yamamoto E, Kajiyama H, Kotani T, Senga T, Kikkawa F.
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Journal Title
Clin Exp Metastasis.
Volume: 30
Pages: 731-740
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Altered Expression of Enzymes Regulating the Activity of Endothelin-1 in the Lower Segment of the Human Amnion During Labor.2013
Author(s)
Kotani T, Iwase A, Tsuda H, Mano Y, Yamamoto E, Nakano T, Hasegawa Y, Li H, Sumigama S, Itakura A, Kikkawa F.
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Journal Title
Biol Reprod. 2013 Sep 5;89(3):52.
Volume: 89
Pages: 52, 1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chronic Peripheral Administration of Kappa-Opioid Receptor Antagonist Advances Puberty Onset Associated with Acceleration of Pulsatile Luteinizing Hormone Secretion in Female Rats.2013
Author(s)
Nakahara T, Uenoyama Y, Iwase A, Oishi S, Nakamura S, Minabe S, Watanabe Y, Deura C, Noguchi T, Fujii N, Kikkawa F, Maeda KI, Tsukamura H.
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Journal Title
J Reprod Dev.
Volume: 59
Pages: 479-484
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Endogenous fructose production and metabolism in the liver contributes to the development of metabolic syndrome.2013
Author(s)
Lanaspa MA, Ishimoto T, Li N, Cicerchi C, Orlicky DJ, Ruzicky P, Rivard C, Inaba S, Roncal-Jimenez CA, Bales ES, Diggle CP, Asipu A, Petrash JM, Kosugi T, Maruyama S, Sanchez-Lozada LG, McManaman JL, Bonthron DT, Sautin YY, Johnson RJ.
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Journal Title
Nat Commun. Sep ;4:2434
Volume: 11
Pages: 2434
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] TGF-β1 Promotes Lymphangiogenesis during Peritoneal Fibrosis.2013
Author(s)
Kinashi H, Ito Y, Mizuno M, Suzuki Y, Terabayashi T, Nagura F, Hattori R, Matsukawa Y, Mizuno T, Noda Y, Nishimura H, Nishio R, Maruyama S, Imai E, Matsuo S, Takei Y.
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Journal Title
J Am Soc Nephrol.
Volume: 24
Pages: 1627-1642
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Establishment of Mouse Model of MYH9 Disorders: Heterozygous R702C Mutation Provokes Macrothrombocytopenia with Leukocyte Inclusion Bodies, Renal Glomerulosclerosis and Hearing Disability.2013
Author(s)
Suzuki N, Kunishima S, Ikejiri M, Maruyama S, Sone M, Takagi A, Ikawa M, Okabe M, Kojima T, Saito H, Naoe T, Matsushita T.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Anti-C5a complementary peptide ameliorates acute peritoneal injuries induced by neutralization of Crry and CD59.2013
Author(s)
Mizuno T, Mizuno M, Imai M, Suzuki Y, Kushida M, Noda Y, Maruyama S, Okada H, Okada N, Matsuo S, Ito Y.
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Journal Title
Am J Physiol Renal Physiol.
Volume: 305
Pages: 1603-1616
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] High fat and high sucrose (western) diet induce steatohepatitis that is dependent on fructokinase.2013
Author(s)
Ishimoto T, Lanaspa MA, Rivard CJ, Roncal-Jimenez CA, Orlicky DJ, Cicerchi C, McMahan RH, Abdelmalek MF, Rosen HR, Jackman MR, Maclean PS, Diggle CP, Asipu A, Inaba S, Kosugi T, Sato W, Maruyama S, Sanchez-Lozada LG, Sautin YY, Hill JO, Bonthron DT, Johnson RJ.
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Journal Title
Hepatology.
Volume: 58
Pages: 1632-1643
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Toll-like receptor 3 ligand, polyIC, induces proteinuria and glomerular CD80, and increases urinary CD80 in mice.2013
Author(s)
Ishimoto T, Shimada M, Gabriela G, Kosugi T, Sato W, Lee PY, Lanaspa MA, Rivard C, Maruyama S, Garin EH, Johnson RJ.
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Journal Title
Nephrol Dial Transplant.
Volume: 28
Pages: 1439-1446
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] INTRACELLULAR MOLECULAR MECHANISMS OF APOPTOSIS IN CANCER CELLS BY PLASMA-ACTIVATED MEDIUM2014
Author(s)
Tanaka H, Mizuno M, Ishikawa K, Takeda K, Nakamura K, Utsumi F, Kajiyama H, Kano H, Okazaki Y, Toyokuni S, Maruyama S, Kikkawa F, Hori M.
Organizer
The 1st International Workshop on Plasma for Cancer Treatment
Place of Presentation
Washington D.C., USA
Year and Date
20140325-20140326
Invited
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[Presentation] Plasma-activated medium downregulated signaling pathways that control proliferation and survival in glioblastoma brain tumor cells.2014
Author(s)
Tanaka H, Mizuno M, Ishikawa K, Takeda K, Nakamura K, Utsumi F, Kajiyama H, Kano H, Maruyama S, Kikkawa F, Hori M.
Organizer
6th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 7th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
Place of Presentation
Meijo University, Nagoya, Japan
Year and Date
20140302-20140306
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[Presentation] Survival and proliferation signaling pathways are downregulated by plasma-activated medium in glioblastoma brain tumor cells.2014
Author(s)
Tanaka H, Mizuno M, Ishikawa K, Takeda K, Nakamura K, Utsumi F, Kajiyama H, Kano H, Maruyama S, Kikkawa F, Hori M.
Organizer
8th International Conference on Reactive Plasmas, 31st Symposium on Plasma Processing
Place of Presentation
FukuokaConvention Center, Fukuoka, Japan
Year and Date
20140203-20140207
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[Presentation] Cancer therapy using atmospheric pressure plasma2013
Author(s)
Tanaka H, Mizuno M, Ishikawa K, Takeda K, Nakamura K, Utsumi F, Kajiyama H, Kano H, Okazaki Y, Toyokuni S, Maruyama S, Kikkawa F, Hori M.
Organizer
NU Tech @ NCSU
Place of Presentation
North Carolina, USA
Year and Date
20131024-20131025
Invited
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[Presentation] Symposium O: Plasma Processing and Diagnostics for Life Sciences.Plasma-activated medium downregulated a survival and proliferation signaling molecule, AKT kinase in glioma brain tumor cells.2013
Author(s)
Tanaka H, Mizuno M, Ishikawa K, Nakamura K, Kajiyama H, Kano H, Kikkawa F, Hori M.
Organizer
2013 JSAP-MRS Joint Symposia
Place of Presentation
Doshisya University, Kyoto, Japan
Year and Date
20130916-20130917
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[Presentation] Beneficial effect of continuous erythropoietin receptor activator(C.E.R.A) in CAPD patients.2013
Author(s)
Suzuki Y, Ito Y, Mizuno M, Hiramatsu H, Kinashi H, Nagura H, Terabayashi T, Tomita T, Maruyama S, Matsuo S.
Organizer
The World Congress of Nephrology
Place of Presentation
Hong Kong, China
Year and Date
20130531-20130604
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[Presentation] DESMOPRESSIN IS EFFECTIVE IN PREVENTING OVERCORRECTION OF HYPONATREMIA.2013
Author(s)
Ozeki T, Shimizu H, Ryuge A, Ooyama Y, Imaizumi T, Kawato R, Hamada T, Nomura A, Tomino T, Fujita Y, Maruyama S.
Organizer
The World Congress of Nephrology
Place of Presentation
Hong Kong, China
Year and Date
20130531-20130604
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[Presentation] PREVALENCE OF ELECTROLYTE ABNORMALTIES AND ASSOCIATED FACTORS AT DIALYSIS INITIATION-AICOPP STUDY.2013
Author(s)
Shimizu H, Ozeki T, Ryuge A, Ooyama Y, Imaizumi T, Kawato R, Hamada T, Nomura A, Tomino T, Fujita Y, Maruyama S, Inaguma D.
Organizer
The World Congress of Nephrology
Place of Presentation
Hong Kong, China
Year and Date
20130531-20130604
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[Presentation] RESISTANCE TO IMMUNOSUPPRESSIVE THERAPY IN PRIMARY NEPHROTIC SYNDROME: JAPAN NEPHROTIC SYNDROME COHORT STUDY (JNSCS).2013
Author(s)
Maruyama S, Yamamoto R, Yokoyama H, Isaka Y, Nitta K, Muso E, Uchida S, Morozumi K, Matsuo S, Imai E.
Organizer
The World Congress of Nephrology
Place of Presentation
Hong Kong, China
Year and Date
20130531-20130604
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[Presentation] RAT ADIPOSE TISSUE-DERIVED STROMAL CELLS ATTENUATE PERITONEAL INJURIES IN RAT ZYMOSAN-INDUCED PERITONITIS ACCOMPANIED BY COMPLEMENT ACTIVATION.2013
Author(s)
Kim H, Mizuno M, Furuhashi K, Katsuno T, Ozaki T, Yasuda K, Tsuboi N, Ito Y, Maruyama S, Matsuo S.
Organizer
The World Congress of Nephrology
Place of Presentation
Hong Kong, China
Year and Date
20130531-20130604
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