2023 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ秒パルスを用いたマルチパルスエレクトロポレーターの開発
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20K04458
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| Research Institution | Ariake National College of Technology |
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Principal Investigator |
河野 晋 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30270375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 伸明 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (30227631)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エレクトロポレーション / THP-1 / 低侵襲 / 遺伝子導入 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在,市販のエレクトロポレーション装置（市販EP）による導入は困難とされている細胞THP-1を対象とした。ポアリングパルス（PP）とトランスファーパルス（TP）によるマルチパルスでGFP導入を行った。TPエネルギーを横軸，TP電界を縦軸として細胞状態をプロットした。これまでの対象細胞では確認できた「生細胞数：中～多，導入細胞数：中～多」という領域が狭く，これらの数も少ない＝導入が困難である，ことが分かった。
蛍光標識デキストランを用いた実験では，TP電圧にはパルス幅毎に導入を可能とするしきい値があり，ある値を超えるとダメージとして現れることが分かった。
比較的良好な結果が得られるパルス条件で，TPを複数に分割したバーストパルス（BP）で実験を行った。1日後のGFP導入率はTP42%，BP49%，市販EP49％であった。生存率（1日後→４日後）は，TP8%→15%，BP13%→47%，市販EP10%→6％であった。導入率は同程度であるが，数日後の生存率に差が現れた。
他研究機関でマルチパルスEPと市販EPによるGFP導入実験を行った。TPはBPとした。１日後のGFP陽性率と生存率は，市販EP20%，58%，マルチパルスEP装置18%，67%と同程度で，４日後は市販EP22%，4%，マルチパルスEP装置17%，21%，となり本研究室と同様の傾向が確認できた。
ナノ秒パルスを用いたマルチパルスEPで種々の細胞に導入実験を行い，細胞状態をもとにプロットを描き，細胞種毎に効率良い導入の可否とパルス条件が見いだせた。
今回の研究では，ナノ秒PPの持つ機能が，細胞膜の穿孔，核膜の刺激，その両方なのかについては解明まで至らなかった。ナノ秒パルスPP単体では導入ができないこと，ナノ秒PP無しのTPのみの印可では導入効率が大きく低下することは判明した。
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