2017 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the plasma biological interaction based on intracellular oxidative stress
| Project/Area Number |
15H03583
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
北野 勝久 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20379118)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
座古 保 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (50399440)
白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 過硝酸 / プラズマ処理水 / 酸化ストレス / リポソーム / プラズマ医療 / 活性窒素種 / 人工細胞 / プラズマ殺菌 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
大気圧低温プラズマの医療応用に着目が集まっている。プラズマを生体へ照射する際の反応素過程を考えると、生成された活性化学種が細胞内にどのように浸透するのかを評価する事は重要である。プラズマ処理水の殺菌活性が低温でのみ保存され、pH4.8以下にすることで殺菌力が100倍程度に高まる（低pH法）ことを明らかにした。プラズマ処理水中に保存されている物質が過硝酸（HOONO2、Peroxynitric acid）であることを明らかにしたが、この過硝酸という物質による殺菌は世界初であり、この新しい殺菌機構を解明することは重要である。
この活性窒素種である過硝酸が、細菌へどのような酸化ストレスを与えて殺菌されるのかという観点に立ち、細胞内酸化ストレスに関する研究を進めた。また、過硝酸溶液は体温下で短い半減時間であるために、生体に対する為害性は低いと考えられているが、生体細胞への酸化ストレスを評価しておくことは、生体の消毒剤利用を考えると重要である。
活性窒素種である過硝酸が与える細胞内酸化ストレスを評価するために、人工細胞としてリポソームを合成し、その内部に各種の試薬を入れた実験を行った。リポソーム内水層へはそれぞれ、酸化力の評価にKI溶液、pHはフルオレセイン、活性窒素種はAPFを導入し、外水層のpHを制御して得られた信号強度（吸光度、蛍光強度）の変化を反応速度論的な解釈を行った。その結果、酸化ストレスは外水層の[HOO・]と比例しているが、内水層のpHは変化せず、APFも反応しなかったことから細胞内へは窒素種が浸透しておらず、外水層において過硝酸が前駆体となってラジカル解離したHOO・が、細胞内に酸化ストレスを与えていることが推察された。それぞれの測定系は感度や検出限界が異なる相対評価であるため、絶対濃度校正を行って評価をしたが同様の結論となった。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
