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2017 Fiscal Year Research-status Report

プラズマによる酸化ストレス損傷のメカニズム解明と革新的プリオン病治療法の開発

Research Project

Project/Area Number 16K04997
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

作道 章一  琉球大学, 医学部, 准教授 (10397672)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsプリオン / プラズマ / 不活化 / 滅菌 / 治療 / 殺菌
Outline of Annual Research Achievements

プラズマは活性種(ラジカル等)や紫外線などの複合的効果で酸化ストレス作用をもたらす。酸化ストレス損傷により、病原体は不活化され、細胞はアポトーシスに陥る。本研究では、プラズマにより誘導される酸化ストレス損傷に焦点を絞り研究を進めている。抵抗性の最も高い病原体であるプリオン病原体を研究対象とし、酸化ストレス損傷の観点からプラズマによる不活化機構の解析を行っている。さらには、プリオン感染細胞と非感染細胞の酸化ストレス抵抗性の違いを利用した、感染細胞の選択的除去による治療応用へと展開するための基礎となる研究を行っている。
これらの目的達成のため、平成29年度には以下の研究成果を得た。
まず、高周波電源を用いたトーチ型プラズマ装置でプラズマの生成を行い、シャーレ上で培養している細胞にプラズマ照射を行った後、感染細胞と非感染細胞の細胞死の割合を比較したところ、プリオン感染細胞が非感染細胞に比べて感受性が高いことを明らかにした。さらに、培養液にプラズマ処理を行い、その培地を細胞に添加して培養した場合についてもプリオン感染細胞の方が非感染細胞に比べて細胞死の割合が高いことを明らかにした。また、培地に血清を添加することでプラズマ処理による細胞死が抑制されたため、酸化ストレス物質がこの感受性の違いに関わっている可能性が考えられた。そこで、プラズマ処理時に様々なラジカルスカベンジャーを添加した条件で実験することで酸化ストレス物質の寄与を明らかにする実験を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

プリオン感染細胞が非感染細胞に比べてプラズマに対する感受性が高いことが様々な解析で明らかとなり、当初の計画以上に研究が進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

プリオン感染細胞が非感染細胞に比べてプラズマに対する感受性が高いことが分かったため、これらの細胞が起こす細胞死がアポトーシスであるかについての解析やその分子機構の解析を進めていく。さらに、酸化ストレス物質がこの感受性の違いに関わっている可能性が考えられたため、酸化的損傷状態の解析もあわせて進めていく。

Causes of Carryover

平成29年度は効率的に実験ができたため、使用額が少しだけ余った。来年度も効率的に使用し、消耗品として有効に利用する計画である。

  • Research Products

    (16 results)

All 2018 2017

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Roller conveyer system for the reduction of pesticides using non-thermal gas plasma - A potential food safety control measure?2018

    • Author(s)
      Toyokawa Yoichi, Yagyu Yoshihito, Yamashiro Risa, Ninomiya Kazunori, Sakudo Akikazu
    • Journal Title

      Food Control

      Volume: 87 Pages: 211-217

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2017.12.030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Treatment of Helicobacter pylori with dielectric barrier discharge plasma causes UV induced damage to genomic DNA leading to cell death.2018

    • Author(s)
      Sakudo A, Miyagi H, Horikawa T, Yamashiro R, Misawa T.
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 200 Pages: 366-372.

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.02.115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degradation and inactivation of Shiga toxins by nitrogen gas plasma.2017

    • Author(s)
      Sakudo A, Imanishi Y.
    • Journal Title

      AMB Express

      Volume: 7 Pages: 77

    • DOI

      10.1186/s13568-017-0380-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crucial roles of reactive chemical species in modification of respiratory syncytial virus by nitrogen gas plasma.2017

    • Author(s)
      Sakudo A, Toyokawa Y, Imanishi Y, Murakami T.
    • Journal Title

      Mater Sci Eng C Mater Biol Appl

      Volume: 74 Pages: 131-136.

    • DOI

      10.1016/j.msec.2017.02.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrogen gas plasma treatment of bacterial spores induces oxidative stress that damages the genomic DNA.2017

    • Author(s)
      Sakudo A, Toyokawa Y, Nakamura T, Yagyu Y, Imanishi Y.
    • Journal Title

      Mol Med Rep

      Volume: 15 Pages: 396-402

    • DOI

      10.3892/mmr.2016.5973

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PrP Knockout Cells Expressing Transmembrane PrP Resist Prion Infection.2017

    • Author(s)
      Marshall KE, Hughson A, Vascellari S, Priola SA, Sakudo A, Onodera T, Baron GS.
    • Journal Title

      J Virol

      Volume: 91 Pages: e01686-16.

    • DOI

      10.1128/JVI.01686-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degradation and detoxification of aflatoxin B1 using nitrogen gas plasma generated by a static induction thyristor as a pulsed power supply2017

    • Author(s)
      Sakudo A, Toyokawa Y, Misawa T, Imanishi Y
    • Journal Title

      Food Control

      Volume: 73B Pages: 619-626

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2016.09.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new roller conveyer system of non-thermal gas plasma as a potential control measure of plant pathogenic bacteria in primary food production2017

    • Author(s)
      Toyokawa Y, Yagyu Y, Misawa T, Sakudo A
    • Journal Title

      Food Control

      Volume: 72A Pages: 62-72

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2016.07.031

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プラズマ照射培地による プリオン感染細胞の細胞死誘導2018

    • Author(s)
      山城梨沙,三沢達也,作道章一
    • Organizer
      第65回応物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] プラズマ照射培地による プリオン感染細胞の細胞死誘導2017

    • Author(s)
      山城梨沙,三沢達也,作道章一
    • Organizer
      2017年度 応用物理学会九州支部学術講演会
  • [Presentation] スプラズマの食品殺菌技術への応用と農産物に特化した装置の開発2017

    • Author(s)
      作道章一,豊川洋一, 山城梨沙, 柳生義人
    • Organizer
      農業食料工学会 第76 回(2017 年度)年次大会
  • [Presentation] ガスプラズマを用いた食品殺菌技術と応用:微生物の殺菌と農薬分解2017

    • Author(s)
      作道章一,豊川洋一, 山城梨沙, 柳生義人
    • Organizer
      2017年日本食品工学会 年次大会
  • [Presentation] ローラーコンベア型プラズマ装置による農薬分解効果の解析2017

    • Author(s)
      作道章一、柳生義人、豊川洋一、山城梨沙
    • Organizer
      第44回防菌防黴学会
  • [Presentation] ローラーコンベアー型プラズマ装置による殺菌と農薬分解:食品殺菌技術への応用可能性2017

    • Author(s)
      作道章一,豊川洋一,山城梨沙,柳生義人
    • Organizer
      64回大会 年次大会 日本食品科学工学会
  • [Presentation] ローラーコンベア型プラズマ装置を用いたアスペルギルスに対する殺菌効果とメカニズムの解析2017

    • Author(s)
      照屋真吾, 豊川洋一, 山城梨沙, 柳生義人, 三沢達也, 作道章一
    • Organizer
      第71回農業食料工学会九州支部例会
  • [Presentation] 誘電体バリア放電プラズマトーチを用いた プリオン感染細胞の細胞死誘導の検討2017

    • Author(s)
      山城梨沙,三沢達也,作道章一
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会

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Published: 2018-12-17  

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