2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of "super-bio-functions" by plasma-activated biological substances
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19H05462
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
堀 勝 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 特任教授 (80242824)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶山 広明 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00345886)
伊藤 昌文 名城大学, 理工学部, 教授 (10232472)
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, 客員主管研究員 (40291033)
白谷 正治 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90206293)
豊國 伸哉 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90252460)
榊原 均 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (20242852)
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Project Period (FY) |
2019-04-23 – 2024-03-31
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Keywords | プラズマ誘起活性物質 / プラズマ医療 / プラズマ農業 |
Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、分担研究者豊國、梶山らと共同で、プラズマ活性溶液のファーストインヒューマンとして、プラズマ活性乳酸リンゲル液(PAL)の特定臨床研究が名古屋大学附属病院で始められ、健常人に対する安全性が示された。また、分担研究者伊藤らと共同で、トリプトファンを含む培養液で培養された大腸菌に酸素ラジカルを直接照射することによる大腸菌の殺傷効果について、ESRによりトリプトファンラジカルが生成されることを明らかにし、NMRやLC-MS/MSを用いて、いくつかの酸素ラジカル照射によるトリプトファン反応生成物を同定し、メタボローム解析とその後のフォローアップ実験により、解糖系が阻害され、GAPDHの活性が抑制されるという細胞内分子機構を明らかにし、これらの成果をまとめた論文がEnvironmental Technology & Innovation誌に公表された。また、これまでに豊國らと共同で、中皮腫細胞において、PAL照射後早期にリソソームで一酸化窒素の合成が誘導され、最終的にペルオキシナイトライトがリソソームを傷害し、それに伴ってオートファジーからフェロトーシスへの転換が起こるメカニズムを明らかにしていたが、更にがん細胞の鉄代謝にもPAL曝露に伴う大きな変化を見いだし、これらの成果を論文としてまとめ、Free Radical Biology and Medicineに掲載された。分担研究者古閑、榊原らとプラズマ農業に関する研究も進め、古閑らはプラズマ種子科学に関する学術変革領域Aを立ち上げた。これまでの研究成果により、2023年6月2日に第76回中日文化賞を受賞し、2024年3月22日に第24回応用物理学会業績賞を受賞し、「ラジカル制御プラズマプロセスの先駆的研究」というタイトルで受賞講演を行った。
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Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Cancer-specific cytotoxicity of Ringer’s acetate solution irradiated by cold atmospheric pressure plasma2023
Author(s)
Camelia Miron , Kenji Ishikawa, Satoshi Kashiwagura, Yuki Suda, Hiromasa Tanaka, Kae Nakamura, Hiroaki Kajiyama, Shinya Toyokuni, Masaaki Mizuno, Masaru Hori
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Journal Title
Free Radical Research
Volume: Volume 57, 2023 - Issue 2
Pages: 91-104
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Generation and measurement of low temperature plasma for cancer therapy: a historical review2023
Author(s)
Kenji Ishikawa, Keigo Takeda, Shinji Yoshimura, Takashi Kondo, Hiromasa Tanaka, Shinya Toyokuni, Kae Nakamura, Hiroaki Kajiyama, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
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Journal Title
FREE RADICAL RESEARCH
Volume: 2023, VOL. 57, NO. 3,
Pages: 239-270
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Efficacy of periodic cold plasma treatment in a paddy to produce white-core grains in brewer's rice cultivar Yamadanishiki2023
Author(s)
Hiroshi Hashizume, Hidemi Kitano, Hiroko Mizuno, Akiko Abe, Genki Yuasa, Satoe Tohno, Hiromasa Tanaka, Kenji Ishikawa, Shogo Matsumoto, Hitoshi Sakakibara, Yoji Hirosue, Masayoshi Maeshima, Masaaki Mizuno & Masaru Hori
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Journal Title
Free Radical Research
Volume: Volume 57, 2023 - Issue 3
Pages: 161-173
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Increase of yield and quality with cold plasma treatment during crop cultivation2024
Author(s)
Hiroshi Hashizume, Hidemi Kitano, Shogo Matsumoto, Hiroko Mizuno, Akiko Abe, Kaoru Sanda, Genki Yuasa, Satoe Tohno, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hiromasa Tanaka, Kenji Ishikawa, Masafumi Ito, Naofumi Kamoshita, yoji Hirosue, Hitoshi Sakakibara, Masayoshi Maeshima, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
5th International Symposium of the Vacuum Societyof the Philippines (ISVSP 2024)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Mechanisms of selective killing of MCF7 against MCF10A by plasma-activated Ringer’s lactate solution2024
Author(s)
Ayako Tanaka, Hiromasa Tanaka, Masaaki Mizuno, Kenji Ishikawa, Camelia Miron, Hiroshi Hashizume, Yasumasa Okazaki, Shinya Toyokuni, Kae Nakamura, Hiroaki Kajiyama, and Masaru Hori
Organizer
ISPlasma2024/IC-PLANTS2024/APSPT-13
Int'l Joint Research
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[Presentation] プラズマ活性化溶液によるイチゴ果実成熟促進2024
Author(s)
橋爪 博司, 松本 省吾, 坪田 憲紀, 三田 薫, 阿部 明子, 水野 寛子, 湯浅 元気, 東野 里江, 田中 宏昌, 石川 健治, 伊藤 昌史, 北野 英己, 鴨下 直史, 広末 庸治, 榊原 均, 前島 正義, 水野 正明, 堀 勝
Organizer
第80回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] Efficacy of cold plasma for strawberry cultivation on fruit ripening process2023
Author(s)
Hiroshi Hashizume, Shogo Matsumoto, Hitoshi Sakakibara, Kaoru Sanda, Akiko Abe, Hiroko Mizuno, Kenki Tsubota, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Genki Yuasa, Satoe Tohno, Hiromasa Tanaka, Kenji Ishikawa, Masafumi Ito, Hidemi Kitano, Takayuki Okuma, Yuji Hirosue, Masayoshi Maeshima, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
25th International Symposium on Plasma Chemistry (ISPC25)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Activation of strawberry fruit ripening with cold plasma treatment during cultivation2023
Author(s)
Hiroshi Hashizume, Shogo Matsumoto, Kaoru Sanda, Hiroko Mizuno, Akiko Abe, Genki Yuasa, Satoe Tohno, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hiromasa Tanaka, Kenji Ishikawa, Masafumi Ito, Hidemi Kitano, Hitoshi Sakakibara,Takayuki Okuma, Yoji Hirosue, Masayoshi Maeshima, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
4TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON PLASMA AGRICULTURE (IWOPA4)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Physicochemical investigation of plasma treated polymer solutions for cancer treatment2023
Author(s)
Camelia Miron, Hiromasa Tanaka, Taishi Yamakawa, Du Lyin, Hiroki Kondo, Hiroshi Hashizume, Takashi Kondo, Kenji Ishikawa, Shinya Toyokuni, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
MACRO 2023 Symposium at ICMPP, IASI
Int'l Joint Research
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[Presentation] Cold Atmospheric Pressure Plasma-Activated Liquids for Cancer Treatment2023
Author(s)
Camelia Miron, Hiromasa Tanaka, Nikolay Britun, Kenji Ishikawa, Du Liyin, Taishi Yamakawa, Yuya Kurebayashi, Takashi Kondo, Hiroki Kondo, Hiroaki Kajiyama, Shinya Toyokuni, Masaaki Mizuno, Masaru Hori
Organizer
The 11th IEEE International Conference on E-Health and Bioengineering(EHB2023)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Chemically Active Compounds Formed in Low-temperature Plasma Treated Liquids for Cancer Treatment2023
Author(s)
Camelia Miron, Hiromasa Tanaka, Taishi Yamakawa, Du Lyin, Hiroki Kondo, Hiroshi Hashizume, Takashi Kondo, Kenji Ishikawa, Shinya Toyokuni, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
Global Plasma Forum in Aomori
Int'l Joint Research
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[Book] Advances in Digital Health and Medical Bioengineering2024
Author(s)
C. Miron, H. Tanaka, N. Britun, H. Hashizume, K. Ishikawa, D. Liyin, T. Yamakawa, Y. Kurebayashi, K. Kondo, H. Kondo, H. Kajiyama, S. Toyokuni, M. Mizuno, M. Hori
Total Pages
600
Publisher
Springer Nature
ISBN
978-3-031-62522-0