2019 Fiscal Year Annual Research Report
New technique for tissue regeneration with induction of immature cells by atmospheric pressure plasma
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17K18774
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
片岡 洋祐 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40291033)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 広域電子顕微鏡 / 大脳皮質 / 未分化細胞 / 虚血 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラズマはイオン・ラジカル・電子・光を含む集団であり、生体分子や組織とも相互作用することが知られている。これまでに、麻酔下の成獣哺乳類（ラットやマウス）の大脳皮質に、大気圧プラズマを直接照射すると、本来、大脳皮質には存在しない幼弱な未分化細胞群が照射部位周辺に多数出現することを報告してきた。さらに、こうした未分化細胞は組織内で新しい組織構築を形成するポテンシャルをもつことや、培養すると大量の細胞塊（スフェア）を容易に形成し、ニューロンやアストロサイト、オリゴデンドロサイトなど、中枢神経系細胞に効率よく分化させえることから、すぐれた自己複製能と多分化能を有することを明らかにしてきた。
本研究では、大気圧プラズマ照射によって成獣哺乳類の大脳皮質に誘導される未分化細胞の起源となる細胞を明らかにするとともに、プラズマ照射によって中枢神経組織に組織再生をもたらしうるのかについて評価した。特に、数ミリメーターを越える広い範囲を電子顕微鏡で網羅的かつ精細に観察できる広域電子顕微鏡技術を用いた観察研究では、大脳皮質への大気圧プラズマ照射3日後に、血管周囲に骨髄系細胞が侵入する可能性が捉えられた。さらに免疫組織化学法による検討で、脳内へ侵入した細胞の発現分子が同定できた。一方、中大脳動脈を一定時間結紮して作製した脳梗塞モデル動物に対して、大脳皮質表層から梗塞領域へプラズマ照射をおこなったところ、梗塞巣に幼弱細胞マーカーを発現する細胞が多数出現することがわかった。ただし、梗塞巣において明白な組織再生を促すには、プラズマ照射条件（照射強度、照射時間、照射頻度、照射対象領域等）のさらなる最適化が必要であった。
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[Journal Article] Systematic diagnostics of the electrical, optical, and physicochemical characteristics of low-temperature atmospheric-pressure helium plasma sources.2019
Author(s)
Takeda, K., Yamada, H., Ishikawa, K., Sakakita, H., Kim, J., Ueda, M., Ikeda, J., Akimoto, Y., Kataoka, Y., Yokoyama, N., Ikehara, Y., Hori, M.
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Journal Title
Journal of Physics D: Applied Physics
Volume: 52
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Application of autonomic nervous function evaluation to job stress screening.2019
Author(s)
Okawa, N., Kuratsune, D., Koizumi, J., Mizuno, K., Kataoka, Y., Kuratsune, H.
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Journal Title
Heliyon
Volume: 5
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Morphological characteristics of p75 neurotrophin receptor-positive cells define a new type of glial cell in the rat dorsal root ganglia.2019
Author(s)
Koike, T., Tanaka, S., Hirahara, Y., Oe, S., Kurokawa, K., Maeda, M., Suga, M., Kataoka, Y., Yamada, H.
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Journal Title
J. Comp. Neurol.
Volume: 527
Pages: 2047-2060
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A versatile platform technology for recombinant vaccines using non-propagative human parainfluenza virus type 2 vector.2019
Author(s)
Ohtsuka, J., Fukumura, M., Furuyama, W., Wang, S., Hara, K., Maeda, M., Tsurudome, M., Miyamoto, H., Kaito, A., Tsuda, N., Kataoka, Y., Mizoguchi, A., Takada, A., Nosaka, T.
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Journal Title
Sci. Rep. -
Volume: 9
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Autophagy in the Central Nervous System and Effects of Chloroquine in Mucopolysaccharidosis Type II Mice.2019
Author(s)
Maeda, M., Seto, T., Kadono, C., Morimoto, H., Kida, S., Suga, M., Nakamura, M., Kataoka, Y., Hamazaki, T., Shintaku, H.
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Journal Title
Int. J. Mol. Sci.
Volume: 20
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Bone marrow mononuclear cells activate angiogenesis via gap junction mediated cell-cell interaction.2019
Author(s)
Kikuchi-Taura, A., Okinaka, Y., Takeuchi, Y., Ogawa , Y., Maeda , M., Kataoka, Y., Yasui, T., Kimura, T., Gul, S., Claussen, C., Boltze, J., Taguchi, A.
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Journal Title
Stroke
Volume: 51
Pages: 1279-1289
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Analysis of age-dependent change of tissue microstructure in mouse cerebral cortex using large-scale electron microscopy.2020
Author(s)
Maeda, M., Suga, M., Eguchi, A., Kume, S., Ueda, C., Kataoka, Y.
Organizer
RIKEN Aging Project Symposium 2020
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dynamics and roles of NG2-expressing progenitor cells.2019
Author(s)
Kataoka, Y., Tamura, Y., Yamato, M., Kume, S., Takata, K., Eguchi, A., Maeda, M.
Organizer
A3 Foresight Program Meeting 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Metabolic features of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS).2019
Author(s)
Yamano, E., Sugimoto, M., Kume, S., Watanabe, Y., Soga, T., Bateman, L., Vernon, SD., Kataoka, Y.
Organizer
The 15th Annual International Conference of the Metabolomics Society
Int'l Joint Research
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[Presentation] Multi-modal imaging of glial progenitor cells.2019
Author(s)
Kataoka, Y., Tamura, Y., Kume, S., Maeda, M., Eguchi, A., Suga M.
Organizer
Neuro2019
Invited
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[Presentation] Analysis of age-dependent change of tissue microstructure in mouse cerebral cortex using large-scale electron microscopy.2019
Author(s)
Maeda, M., Suga, M., Nakamura, M., Suzuki, K., Hasebe, Y., Kikuchi, N., Yamagichi, Y., Eguchi, A., Kume, S., Matsuzaki, R., Ueda, C., Kataoka, Y.
Organizer
Neuro 2019
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[Presentation] Large-scale electron microscopic analysis of change of tissue microstructure in adult rat cerebral cortex after irradiation of atmospheric-pressure plasma.2019
Author(s)
Yamato, M., Tamura, Y., Maeda, M., Eguchi, A., Kume, S., Kataoka Y.
Organizer
Neuro 2019
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[Presentation] In vivo imaging of cancer microenvironment using fiber-bundle based micro-endoscope.2019
Author(s)
Danno, S., Nakano, M., Goto, T., Wrabel, A., Sakaue-Sawano, A., Ando, R., Miyawaki, A., Funabiki, K., Kataoka, Y.
Organizer
第60回日本組織細胞化学会総会学術集会・第13回日中合同組織細胞化学セミナー合同大会
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