2023 Fiscal Year Final Research Report
Development of "super-bio-functions" by plasma-activated biological substances
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19H05462
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Hori Masaru 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)
松本 省吾 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (90241489)
古閑 一憲 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90315127)
吉川 史隆 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40224985)
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| Project Period (FY) |
2019-04-23 – 2024-03-31
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| Keywords | Low-temperature plasma / plasama medicine / plasma agriculture |
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| Outline of Final Research Achievements |
As components of plasma-activated Ringer's lactate solution (PAL), we have newly identified ethyl acetate, glyceric acid, and tricarballylic acid. We found that the combined administration of these three substances selectively kills cancer cells over normal cells. Furthermore, we discovered that selectively irradiating tryptophan with oxygen atoms generates tryptophan radicals with high efficiency. These radicals deactivate enzyme activities such as GAPDH within bacteria, leading to selective bacterial killing. Additionally, we elucidated that PAL induces a type of cell death called ferroptosis in mesothelioma cells and oral squamous epithelial cells. Furthermore, we have initiated a specific clinical study as a first-in-human trial using PAL.
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| Free Research Field |
プラズマ生命科学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、新たなプラズマ誘起活性物質が同定され、またそれらによる生理学的応答の作用機序が解明され、学術的意義は高い。また研究代表者の堀は、2022年11月3日に以下の受賞理由により、内閣府より紫綬褒章を受章した。「低温プラズマ科学の分野において、プラズマの計測方法を確立し、これまで未知であったプラズマプロセス中のラジカルと固体との相互反応機構を定量的に解明し、新しいプラズマの制御方法を世界に先駆け実現した。また、これらの成果により開発した高密度大気圧低温プラズマ装置を医療・農業の分野に展開し、新たな学際領域を開拓するなど、斯学の発展に多大な貢献をした。」
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