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2021 Fiscal Year Annual Research Report

放電プラズマによる癌の免疫治療の創成

Research Project

Project/Area Number 19H02122
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小野 亮  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90323443)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsプラズマ医療 / がん治療 / 免疫 / 遠達効果 / 局所再発抑制 / 抗PD-1抗体
Outline of Annual Research Achievements

プラズマを用いたがんの抗腫瘍効果について、(i) 正常組織照射による遠達効果、(ii) 腫瘍切除後の切除痕照射による局所再発抑制効果、(iii) 腫瘍照射による免疫チェックポイント阻害剤の奏効率向上の3つの実験をマウスを用いて行った。(i)については本効果が現れる条件として、プラズマ照射時の腫瘍サイズが一定値以下であることが重要であることと、照射する正常組織の部位は特定箇所に限定されないことを示した。(i)の原理解明について、腫瘍内の各種免疫細胞の測定を計10回にわたり行ったが、プラズマ照射群とコントロール群で有意差を見出すことができず、原理解明は将来に持ち越しとなった。一方で、免疫不全マウスを用いた実験では本効果は観測されなかったことから、T細胞が関与する獲得免疫が本効果に関与している可能性を示した。(ii)については、腫瘍切除部を縫合する前にプラズマを10分間照射するだけで、切除部からの局所再発を半分程度に減少させられることを、再現性良く示すことができた。この効果は免疫不全マウスでは得られないことも確認し、獲得免疫が何らかの影響を与えている可能性を示唆した。(iii)については、まだ実験回数は十分ではないものの、がんの免疫治療に使われる免疫チェックポイント阻害剤の抗PD-1抗体とプラズマ腫瘍照射を併用した実験を行い、プラズマ照射の併用で抗PD-1抗体の効き目が大きく向上する可能性を示すことに成功した。
プラズマの基礎研究も行った。酸素濃度を変えた時の特性変化、Oラジカル密度のレーザー計測、電界のレーザー計測、電子密度および電子エネルギー分布のレーザー計測、ストリーマ放電のシミュレーションを行った。また、活性種の選択的生成法に関して、O原子を高密度で選択的に照射できるCO2-VUV法の開発を行った。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

なし

  • Research Products

    (40 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Selective supply of atomic oxygen to a surface placed in room air using vacuum ultraviolet photolysis of carbon dioxide2023

    • Author(s)
      Ono Ryo、Battulga Tuguldur、Du Hao、Komuro Atsushi
    • Journal Title

      Plasma Sources Science and Technology

      Volume: 32 Pages: 035004~035004

    • DOI

      10.1088/1361-6595/acc131

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of oxygen concentration on streamer propagation and ozone production in a single-filament streamer discharge at atmospheric pressure2023

    • Author(s)
      Komuro Atsushi、Yoshino Akihiro、Wei Zhenyu、Ono Ryo
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 56 Pages: 185201~185201

    • DOI

      10.1088/1361-6463/acc18f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antitumor abscopal effects in mice induced by normal tissue irradiation using pulsed streamer discharge plasma2022

    • Author(s)
      Jinno Reima、Komuro Atsushi、Yanai Hideyuki、Ono Ryo
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 17LT01~17LT01

    • DOI

      10.1088/1361-6463/ac4c23

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Systematic 1D electric field induced second harmonic measurement on primary-to-secondary transition phase of positive streamer discharge in atmospheric-pressure air2022

    • Author(s)
      Inada Yuki、Shioda Tatsutoshi、Nakamura Ryosuke、Maeyama Mitsuaki、Kumada Akiko、Nakamura Shin、Ono Ryo
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 385201~385201

    • DOI

      10.1088/1361-6463/ac7b54

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric field manipulation in a conductive channel of atmospheric-pressure streamer discharge2022

    • Author(s)
      Komuro Atsushi、Wei Zhenyu、Ono Ryo
    • Journal Title

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      Volume: 16 Pages: e03001~e03001

    • DOI

      10.34343/ijpest.2022.16.e03001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spatio-temporal profile of atomic oxygen in a 1 kHz repetition atmospheric-pressure plasma jet in He-O2-H2O mixture2022

    • Author(s)
      Nakagawa Yusuke、Horibe Hikari、Komuro Atsushi、Ono Ryo
    • Journal Title

      Plasma Sources Science and Technology

      Volume: 31 Pages: 115014~115014

    • DOI

      10.1088/1361-6595/aca11e

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Calculation of Photoionization Rates During Streamer Discharge Using Neural Networks2022

    • Author(s)
      Wei Zhenyu、Wu Jian、Komuro Atsushi、Ono Ryo
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Plasma Science

      Volume: 50 Pages: 5051~5059

    • DOI

      10.1109/TPS.2022.3221474

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Streamer propagation in atmospheric-pressure air: effect of the pulse voltage rise rate from 0.1 to 100 kV/ns and streamer inception voltage2021

    • Author(s)
      Komuro Atsushi、Ryu Terumasa、Yoshino Akihiro、Namihira Takao、Wang Douyan、Ono Ryo
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 54 Pages: 364004~364004

    • DOI

      10.1088/1361-6463/AC0B0F

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウスに対するプラズマ照射による免疫チェックポイント阻害剤の抗腫瘍効果の促進2023

    • Author(s)
      岡田 大樹, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2023年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] ナノ秒パルスストリーマ放電によるがんの局所再発抑制の検証2023

    • Author(s)
      伊藤 隆一朗, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2023年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] マウス正常組織のプラズマ照射による抗腫瘍効果の機序解明と照射条件の検証2023

    • Author(s)
      和田 健吾, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2023年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] Simulation study of the influence of the oxygen concentration in N2-O2 mixture on the propagation of the streamer2023

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      2023年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] Based on VUV photodissociation method to treat polypropylene surface: The synergistic effects between oxygen radicals and ozone2023

    • Author(s)
      H. Du, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      2023年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] トムソン散乱法を用いた空気ストリーマ放電中電子密度・電子エネルギー分布関数の時間変化および空間分布計測2023

    • Author(s)
      富田 健太郎, 宮澤 冬馬, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Simulation study on influence of the net ionization rates on primary positive streamer2022

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma for Pollution Control Technology & Sustainable Energy & International Symposium Electrohydrodynamics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Antitumor immune response in mice induced by pulsed streamer discharge2022

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma for Pollution Control Technology & Sustainable Energy & International Symposium Electrohydrodynamics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Measurement and simulation of atmospheric-pressure streamer discharge2022

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      31st Summer School and International Symposium on the Physics of Ionized Gases
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Inhibition of recurrence of mouse melanoma B16F10 tumors in mice using streamer discharge2022

    • Author(s)
      R. Ito, A. Komuro, H. Yanai, and R. Ono
    • Organizer
      11th International Conference on Reactive Plasmas / 2022 Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurements of spatial profiles of electron density and EEDF in a positive air-streamer discharge using laser Thomson scattering2022

    • Author(s)
      T. Miyazawa, K. Tomita, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      11th International Conference on Reactive Plasmas / 2022 Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Antitumor effects on mouse colorectal Colon-26 tumors in mice induced by normal tissue treatment using streamer discharge2022

    • Author(s)
      R. Jinno, K. Wada, A. Komuro, H. Yanai, and R. Ono
    • Organizer
      11th International Conference on Reactive Plasmas / 2022 Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High spatial resolution measurement of electric field vector in positive secondary streamer discharge under atmospheric-pressure air2022

    • Author(s)
      Y. Inada, T. Shioda, R. Nakamura, M. Maeyama, A. Kumada, and R Ono
    • Organizer
      11th International Conference on Reactive Plasmas / 2022 Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空気ストリーマ放電の電子エネルギー分布関数の空間分解計測2022

    • Author(s)
      宮澤 冬馬, 富田 健太郎, 吉野 彰浩, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      39th Symposium on Plasma Processing/34rd Symposium on Plasma Science for Materials
  • [Presentation] Simulation study for influence of the ionization rates on positive primary streamer propagation2022

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      2022年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] 大気圧O2/N2中における正極性シングルフィラメントストリーマ放電の特性計測2022

    • Author(s)
      吉野 彰浩, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      2022年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] 免疫不全マウスの正常組織に対するプラズマ照射の抗腫瘍効果の検証2022

    • Author(s)
      和田 健吾, 神野 怜磨, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2022年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] マウス正常組織へのプラズマ照射による大腸がん腫瘍の成長抑制効果と原理解明2022

    • Author(s)
      神野 玲磨, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2022年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] パルスストリーマ放電を用いたがんの再発抑制効果の検証2022

    • Author(s)
      伊藤 隆一朗, 神野 怜磨, 和田 健吾, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      2022年度静電気学会春期講演会
  • [Presentation] 空気ストリーマ放電の電子エネルギー分布関数の空間分解計測2022

    • Author(s)
      宮澤 冬馬, 富田 健太郎, 吉野 彰浩, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      第69回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Simulation study on influence of net ionization rate on positive streamer propagation2022

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      第46回静電気学会全国大会
  • [Presentation] 空気中ストリーマ放電の電子密度・電子エネルギー分布関数の軸方向計測2022

    • Author(s)
      宮澤 冬馬, 富田 健太郎, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] High spatial resolution measurement of electric field in positive secondary streamer discharge under atmospheric-pressure air2021

    • Author(s)
      Y. Inada, T. Shioda, R. Nakamura, M. Maeyama, A. Kumada, and R. Ono
    • Organizer
      74th Annual Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurements of single-filament pulsed positive streamer discharge and two-dimensional ozone density distribution in atmospheric-pressure nitrogen-oxygen mixture - effects of oxygen concentration2021

    • Author(s)
      A. Yoshino, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      74th Annual Gaseous Electronics Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Two-dimensional simulation of single filament streamer discharge in atmospheric pressure air2021

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      8th East Asia Joint Symposium on Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Applications
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Validation of streamer discharge simulation with measurements2021

    • Author(s)
      R. Ono and A. Komuro
    • Organizer
      Japan-Ruhr University Bochum Workshop, Bridging the Pandemic: Reigniting Cooperation on Plasma Research
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Two-Dimensional Simulation of atmospheric single-filament streamer with finite element method2021

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      Japan-Ruhr University Bochum Workshop, Bridging the Pandemic: Reigniting Cooperation on Plasma Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 正極性シングルフィラメントストリーマ放電のO2(v = 6)計測 ― 酸素濃度による影響2021

    • Author(s)
      吉野 彰浩, 小室 淳史, 小野 亮
    • Organizer
      第45回静電気学会全国大会
  • [Presentation] Development of the simulation model of an atmospheric-pressure streamerdischarge in air by using COMSOL2021

    • Author(s)
      Z. Wei, A. Komuro, and R. Ono
    • Organizer
      第45回静電気学会全国大会
  • [Presentation] マウス正常組織へのプラズマ照射による大腸がん腫瘍の成長抑制効果2021

    • Author(s)
      神野 玲磨, 小室 淳史, 柳井 秀元, 小野 亮
    • Organizer
      第45回静電気学会全国大会
  • [Presentation] 大気圧下における表面への選択的活性種供給手法の開発と表面反応計測2021

    • Author(s)
      小野 亮
    • Organizer
      日本学術振興会153委員会 第153回研究会
    • Invited
  • [Presentation] Anti-tumor abscopal effect on CT26 tumor in mice induced by electrical discharge plasma irradiation on normal tissue2021

    • Author(s)
      R. Ono, R. Jinno, A. Komuro, and H. Yanai
    • Organizer
      第50回日本免疫学会学術集会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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