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大気圧プラズマによるゲノム応答機構の解明と治療への展開

公募研究

研究領域プラズマ医療科学の創成
研究課題/領域番号 15H00892
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山大学

研究代表者

近藤 隆  富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (40143937)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード活性酸素種 / 活性酸素 / 細胞応答 / 遺伝子発現
研究実績の概要

大気圧プラズマは照射すると特に液中に大量の活性酸素種(ROS)を生成することが知られ、がん治療への応用も研究されている。本研究では、これらの大量のROSを細胞内に導入する手法として、温熱に注目して併用効果を調べた。温熱処理、即ち温度上昇は細胞膜の透過性を亢進し、併用により細胞内へのROS移動が亢進すると思われる。大気圧プラズマ照射実験に際しては、NUグローバル社製のHeプラズマ発生装置を用いた。周波数60Hz, peak-to-peak電圧は7 Kvを用いた。Heガス流量は2 L/min であったアポトーシスについては、細胞膜表面上へのフォスファチジルセリンの発現DNA断片化、形態変化、関連タンパク質の発現等を指標に検討した。その結果、単独での影響がほとんど認められない42度,20分をプラズマ処理後に使用した場合、顕著な増強効果が認められた。
大気圧プラズマは大量の活性酸素種(ROS)を生成することは判明しているが、その詳細な機序について、特に発生場所については不明な点が多い。そこで、揮発性アルコール類を用いて、プラズマに特異的なフリーラジカルが生成するか否か、スピン捕捉剤としてDBNBS(3,5-dibromo-4-nitoroso benzene sulfonate)を用いESR-spin trap法にて検討した。作製した大気圧非平衡アルゴン(Ar)プラズマ照射装置を使用、条件は印加電圧Vp-p:18 kV、周波数:20 kHz、ガス流量:2 L/minである。その結果、用いたアルコール類ではOHラジカルにより生じる水素引き抜き反応によるラジカル種のみが認められた。大気圧プラズマの化学反応の特徴は多量のOHラジカルに起因すると思われる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Helium based cold atmospheric plasma-induced reactive oxygen species-mediated apoptotic pathway attenuated by platinum nanoparticles.2016

    • 著者名/発表者名
      Jawaid P, Rehman MU, Zhao QL, Takeda K, Ishikawa K, Hori M, Shimizu T, Kondo T:
    • 雑誌名

      J. Cell Mol Med

      巻: 20 号: 9 ページ: 1737-1748

    • DOI

      10.1111/jcmm.12880

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effects of nitrogen on apoptosis and changes in gene expression in human lymphoma U937 cells exposed to argon-cold atmospheric pressure plasma2016

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi Y, Uchiyama H, Zhao QL, Yunoki T, Andocs G, Nojima N, Takeda K, Ishikawa K, Hori M, Kondo T
    • 雑誌名

      In J Mol Med

      巻: 37 号: 6 ページ: 1706-1714

    • DOI

      10.3892/ijmm.2016.2574

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cell survival of glioblastoma grown in medium containing hydrogen peroxide and/or nitrite, or in plasma-activated medium2016

    • 著者名/発表者名
      Kurake N, Tanaka H, Ishikawa K, Kondo T, Sekine M, Nakamura K, Kajiyama Hi, Kikkaw F, Mizun M, Hori M
    • 雑誌名

      Arch Biochem Biophys

      巻: 未定 ページ: 102-108

    • DOI

      10.1016/j.abb.2016.01.011

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparison of free radicals formation induced by cold atmospheric plasma, ultrasound, and ionizing radiation2016

    • 著者名/発表者名
      Rehman MU, Jawaid P, Uchiyama H, Kondo T
    • 雑誌名

      Arch Biochem Biophys

      巻: 605 ページ: 19-25

    • DOI

      10.1016/j.abb.2016.04.005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Helium based cold atmospheric plasma-induced reactive oxygen species-mediated apoptotic pathway attenuated by platinum nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Jawaid P, Rehman MU, Zhao QL, Takeda K, Ishikawa K, Hori M, Shimizu T, and KondoT
    • 雑誌名

      J. Cell Mol Med

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] EPR-spin trapping and flow cytometric studies of free radicals generated using cold atmospheric argon plasma and X-ray irradiation in aqueous solutions and intracellular milieu2015

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama H , Zhao Q-L, Hassan M.A., Andocs G, Nojima N, Takeda K, Ishikawa K, Hori M and Kondo T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 (8) 号: 8 ページ: e0136956-e0136956

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0136956

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Combination of cold atmospheric helium plasma and mild hyperthermia causes a synergistic enhancement in cell death mainly via up-regulation of intracellular reactive oxygen species2016

    • 著者名/発表者名
      Rehman MU, Moniruzzaman R, Zhao QL, Jawaid P, Kondo T
    • 学会等名
      23rd annual meeting of the society of redox biology and medicine, a joint meeting with society for free radical research international
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential role of small sized gold nano-particles on X-irradiation and ultrasound induced cell death2016

    • 著者名/発表者名
      Jawaid P, Rehman MU, Zhao QL, Kondo T
    • 学会等名
      23rd annual meeting of the society of redox biology and medicine, a joint meeting with society for free radical research international
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 物理的治療因子の整形外科治療への応用-放射線、温熱、超音波そしてプラズマ-2015

    • 著者名/発表者名
      近藤 隆
    • 学会等名
      第30回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧プラズマによる活性酸素生成と細胞応答2015

    • 著者名/発表者名
      近藤 隆, 内山英史, 趙 慶利, 田淵圭章, 竹田圭吾, 石川健治, 堀 勝
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The comparison of free radical generation by X-rays and cold atmospheric pressure plasma in aqueous solutions2015

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama H, Zhao QL, Nojima N, Andocs G, Takeda K, Ishikawa K, Hori M, Kondo T
    • 学会等名
      The 15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Hyperthermic Oncology from Bench to Bedside2016

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi Y, Ahmed K, Kondo T
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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