| 研究課題/領域番号 |
19K03814
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
森 晃 東京都市大学, 理工学部, 教授 (60219996)
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| 研究分担者 |
小林 千尋 東京都市大学, 理工学部, 講師 (00570699)
工藤 美樹 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80241082)
平田 孝道 東京都市大学, 理工学部, 教授 (80260420)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | がん治療 / 大腸癌 / 大気圧低温プラズマ / プラズマ医学 / プラズマバブリング液 / 消化器癌 / 癌治療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
消化器癌の内視鏡治療では、初期癌病変切除が主であり、原因の一因とされるピロリ菌、大腸菌などの除去や切除後の組織再生も重要である。そのため消化管組織における細胞制御と癌化に対する予防効果と新規治療法の開発が急務である。そこで、プラズマを生理食塩水に照射、バブリング（活性化生理食塩水）し内視鏡を使用して直接霧状に投与する方法を開発すること、内視鏡によるプラズマバブル噴霧投与が、胃、大腸の細胞機構に与える影響を検討し、予防医学及び治療医学への応用を確立する。
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| 研究実績の概要 |
大腸癌の罹患率、死亡率は男女ともに増加している。我々は、前年度での実験の再現性確認のために、大気圧低温プラズマを培養液に照射して投与する方法の実験回数(3回)を増加し検討した。プラズマバブル培養液と直接動物投与する実験の準備として腸洗浄液に照射するプラズマバブル腸洗浄液を作製した。
ヒト結腸腺癌細胞COLO205を用いて大気圧低温プラズマ照射培地の暴露による評価を行った。比較対象群として未処理の培地で培養する Control群、Heガスのみ照射する Heガス照射群を設け、プラズマバブル群と比較した(すべての群でn=6)。実験結果では、Control群と He照射群の間で細胞数変化に有意差はなかった。またHe照射による COLO-205への影響はないと考えられた。プラズマバブル群はControl群、He照射群と比べ有意に細胞数が減少し癌細胞の減少が確認できた。
大腸癌細胞の減少の誘因として、プラズマ照射に伴う活性酸素種による細胞死の誘導が考えられる。そこで、リアルタイムPCR(Polymerase Chain Reaction)法を用いた細胞死関連遺伝子の検出を行い、大腸癌細胞の減少がアポトーシスに起因するか検討した。活性酸素種の ASK1活性化によるアポトーシスはミトコンドリアを介し て誘起される。そこでCaspase-9はミトコンドリアから放出されるシトクロムCによって活性化され、それに続くアポトーシス実行タンパクを活性化する遺伝子であるため、その発現量を測定することによりアポトーシスの誘起が確認できる。そこで、Caspase-3の遺伝子発現解析を行いプラズマ照射群でその発現量が増加する傾向が認められた。そのため、ミトコンドリアを介したアポトーシスである可能性があり再度実験回数(3回)を増やし検討した結果、同様な成績を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
細胞培養とラットの飼育、研究では3～４か月間などの連日細胞管理が必要となる。コロナ感染症の感染状況により、先が読めない状況下で細胞レベルでの研究実験ができなかったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
プラズマバブリング腸洗浄液による大腸癌治療の効果判定が本研究の最終目標である。その基礎的研究において、プラズマ照射培地使用による大腸癌細胞実験の結果では、大腸癌細胞の増殖が抑制される結果であった。癌治療に対する外科的治療法以外では、薬物療法が行われており正常細胞に対する影響がなく，癌細胞に特異的に作用して細胞死に導くことが重要である。
大腸癌治療として、プラズマバブリング腸洗浄液も何らかの治療効果があるかもしれないと考えられた。今後は、プラズマバブリング腸洗浄液投与による細胞死、増殖抑制経路の検討を行っていく。癌細胞に対してより効果の高いプラズマ照射条件などについても調査を行う。また、in vitro からin vivo での評価も重要であるため、大腸癌モデルラットを作製し動物用内視鏡を用いてプラズマ照射腸洗浄液によるラット腸洗浄による大腸癌治療の効果判定を病理学的評価を加えて検討する予定である。
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