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細胞内酸化ストレスに基づくプラズマ生体相互作用の理解

研究課題

研究課題/領域番号 15H03583
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関大阪大学

研究代表者

北野 勝久  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20379118)

研究分担者 座古 保  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (50399440)
白木 賢太郎  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
連携研究者 谷 篤史  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (10335333)
井川 聡  大阪産業技術研究所, 化学環境科, 主任研究員 (80393297)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワードプラズマ医療 / 大気圧プラズマ / プラズマ殺菌 / プラズマ誘起液中化学反応 / 液中プラズマ / 過硝酸 / ラジカル解離 / シャペロン / プラズマ処理水 / 酸化ストレス / リポソーム / 活性窒素種 / 人工細胞 / 液中プラズマプロセス / 活性酸素 / 低温プラズマ / 化学反応速度 / 細胞内酸化ストレス
研究成果の概要

大気圧プラズマと生体の相互作用を考える上で、細胞内酸化ストレスという観点に立ち、プラズマ処理水中に生成される活性種、細胞内へ活性種の浸透、生体高分子との化学反応という点に着目し研究を進めた。プラズマ処理水中に過硝酸という活性窒素種が生成され、ラジカル解離をしたHOO・が細胞内に浸透していることが明らかになった。過硝酸による殺菌を世界で初めて明らかにした。タンパク質の酵素活性の失活過程に関して、活性中心に酸化されやすいアミノ酸残基を有すると速やかに失活することが分かった。従来、タンパク質は活性が低下する実験結果のみであったが、分子シャペロンに関しては活性が向上する場合があることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 12件、 招待講演 16件)

  • [雑誌論文] Low-Temperature Atmospheric Pressure Plasma in Root Canal Disinfection: The Efficacy of Plasma-Treated Water as a Root Canal Irrigant2017

    • 著者名/発表者名
      Kaname Yamamoto, Tomoko Ohshima, Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Hiromitsu Yamazaki, Nobuko Maeda, Noriyasu Hosoya
    • 雑誌名

      Asian Pacific Journal of Dentistry

      巻: 17 ページ: 23-30

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasma-treated Water Eliminates Streptococcus mutans in Infected Dentin Model2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Tasaki, Tomoko Ohshima, Emi Usui, Satoshi Ikawa, Katsuhisa Kitano, Nobuko Maeda, Yasuko Momoi,
    • 雑誌名

      Dental Materials Journal

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005865119

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Physicochemical properties of bactericidal plasma-treated water2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ikawa, Atsushi Tani, Yoichi Nakashima, Katsuhisa Kitano
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 49 号: 42 ページ: 425401-425401

    • DOI

      10.1088/0022-3727/49/42/425401

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of fatty acid oxidation by reactive oxygen species induced in liquids using atmospheric-pressure nonthermal plasma jets2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tani, Satoshi Fukui, Satoshi Ikawa and Katsuhisa Kitano
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys.

      巻: 48 号: 42 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1088/0022-3727/48/42/424010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] プラズマ処理水中に生成した過硝酸による殺菌消毒2018

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史
    • 学会等名
      2018年度第一回静電気学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気液界面プラズマから見たプラズマ医療における多階層反応の理解2018

    • 著者名/発表者名
      北野勝久
    • 学会等名
      「自然科学における階層と全体」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Peroxynitric acid: a key chemical species in plasma-treated water with the reduced-pH method for effective and safety disinfection2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Yoichi Nakashima, Takashi Yokoyama, Norihito Kawashita, Atsushi Tani
    • 学会等名
      International Conference on Plasmas with Liquids (ICPL 2017),
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effective disinfection of the infected skin model using porcine tissue by low temperature atmospheric pressure plasma with the reduced-pH method2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yokoyama, Satoshi Ikawa, Katsuhisa Kitano
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology (APSPT-10)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Smart disinfection technique using peroxynitric acid (HOONO2) in cryo-preserved plasma-treated water with the reduced-pH method2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Yoichi Nakashima, Atsushi Tani, Norihito Kawashita, Yusuke Kawashima, Takashi Yokoyama
    • 学会等名
      The 10th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing (JSPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Disinfection of the skin surface by low temperature atmospheric pressure plasma with the reduced-pH method2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yokoyama, Satoshi Ikawa, Katsuhisa Kitano
    • 学会等名
      The 10th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing (JSPP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Peroxynitric acid (HOONO2) is the key chemical species of plasma-treated water for effective and safety disinfection2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano
    • 学会等名
      The 70th gaseous electronics conference (GEC-70)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Peroxynitric acid (HOONO2) is the active component in cryo-preserved plasma-treated water with the reduced-pH method for effective and safety disinfection2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, S. Ikawa, Y. Nakashima, N. Kawashita, A. Tani
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Plasma Chemistry (IPSC-23), Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマの医療応用2017

    • 著者名/発表者名
      北野勝久
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研究所セミナー 産業応用を志向するタンパク質溶液研究
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リポソームを用いたプラズマ処理水による細胞内酸化ストレスの評価2017

    • 著者名/発表者名
      寺脇大紘、吉澤俊祐、白木賢太郎、横山高史、井川聡、北野勝久
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017 (PLASMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ処理水における殺菌効果の有機夾雑物による阻害効果の速度論的検証2017

    • 著者名/発表者名
      宮崎慎也、横山高史、井川聡、北野勝久
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017 (PLASMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] KI法を用いたプラズマ処理水における過硝酸と過酸化水素の定量2017

    • 著者名/発表者名
      小田雄斗、横山高史、遠藤佑真、井川聡、中島陽一、北野勝久
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017 (PLASMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブタ表皮感染モデルの低pH法を用いた大気圧低温プラズマの殺菌力の検証2017

    • 著者名/発表者名
      横山高史、井川聡、北野勝久
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017 (PLASMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高殺菌力と安全性を実現したプラズマ処理水におけるキー殺菌化学種の同定2017

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史、横山高史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 四国支部
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマ誘起液中化学反応における溶液中活性種の診断2016

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of chemical species for bactericidal effects of cryo-preserved plasma-treated water2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Yoichi Nakashima, Atsushi Tani, Takashi Yokoyama, Tomoko Ohshima
    • 学会等名
      6th International Conference on Plasma Medicine (ICPM-6)
    • 発表場所
      Bratislava, Slovakia
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プラズマ誘起液中化学反応場を用いた先駆的殺菌手法2016

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史、大島朋子、大西直文、川下理日人
    • 学会等名
      静電気学会 放電プラズマによる水処理研究委員会・計測研究委員会 合同委員会
    • 発表場所
      桐生、群馬
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマ処理水を用いた先駆的殺菌技術2016

    • 著者名/発表者名
      北野勝久
    • 学会等名
      沖縄感染免疫シンポジウム
    • 発表場所
      琉球大学医学部
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマならびプラズマ処理水を用いた先進的消毒技術2016

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史、大島朋子、横山高史
    • 学会等名
      日本医療・環境オゾン学会21回研究講演会
    • 発表場所
      日本薬学会館、東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Innovative medical technology in plasma disinfection of human body with low-temperature atmospheric-pressure plasmas ~ the reduced-pH method and the plasma-treated water (PTW) ~2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, S. Ikawa, Y. Nakashima, A. Tani, T. Yokoyama, T. Ohshima
    • 学会等名
      The 25th International Toki Conference (ITC-25)
    • 発表場所
      Ceratopia Toki (Toki, Gifu)
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Innovative Plasma Disinfection Technique with the Reduced-pH Method and the Plasma-Treated Water (PTW) - Safety and Powerful Disinfection with Cryopreserved PTW -2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Yoichi Nakashima, Atsushi Tani, Takashi Yokoyama, Tomoko Ohshima
    • 学会等名
      68th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Re- active Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Hawaii, America
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学反応速度論に基づくプラズマ医療の理解2015

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一、谷篤史、大島朋子
    • 学会等名
      未来エネルギー研究協会 第15回サマースクール
    • 発表場所
      サンライズ淡路(兵庫県淡路島)
    • 年月日
      2015-08-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extraction of Bactericidal Components in Cryopreserved Plasma-treated Water2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, S. Ikawa, Y. Nakashima, A. Tani
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Plasma Chemistry(IPSC-2015)
    • 発表場所
      Antwerp, Belgium
    • 年月日
      2015-07-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 殺菌消毒液としてのプラズマ処理水2015

    • 著者名/発表者名
      北野勝久,井川聡,山崎弘光,臼井エミ,田崎達也,大島朋子,山本要,細矢哲康,前田伸子,桃井保子
    • 学会等名
      日本歯科保存学会 春季学術大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Physicochemical study of plasma sterilization in liquid with the reduced pH method and the plasma-treated water (PTW) for safety and strong disinfection2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano, S. Ikawa, Y. Nakashima, A. Tani, T. Ohshima
    • 学会等名
      2015 International Workshop on Microplasmas (IWM-2015)
    • 発表場所
      Newark, America
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマを用いた分析装置の実用化ならび医療応用展開2015

    • 著者名/発表者名
      北野勝久
    • 学会等名
      九州大学 分子システムデバイスコース デバイスセミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-05-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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