Screening of bioactive reactive species and related receptors using historical atmospheric plasma

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14698
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14030:Applied plasma science-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: SASAKI Shota 東北大学, 工学研究科, 助教 (90823526)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大気圧プラズマ / 活性種 / スーパーオキシドアニオンラジカル / 過酸化亜硝酸 / TRPチャネル

Outline of Final Research Achievements

This study aims to identify atmospherically-derived reactive species which effectively induce cellular responses and clarify the sensing mechanism. The highlight of the results/conclusions is that continuously-generated liquid-phase O2-/ONOO- over a few minutes, which is triggered by irradiation of a nonequilibrium atmospheric pressure plasma, activated TRPA1/TRPV1 channels via key cysteine residues roles.

Free Research Field

プラズマ医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで，大気放電を活用した医療応用は，大多数が現象の報告に留まっていたが，本研究は，細胞が感知する大気分解活性種の同定，さらには機能受容体の同定と修飾機能部位の同定という分子機構解明に至ったため，学術的意義は大きいといえる．さらに，温度・機械刺激・痛み・酸-塩基といった種々の物理化学的刺激の感知に関わるTRPチャネルは，有望な創薬標的ともされており，特定のTRPチャネル活性を大気分解活性種で制御できる可能性を示したことは，新しい医療・薬応用創生につながりうる，社会的意義の大きい成果である．