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高品位遺伝子導入のためのプラズマ源と導入手法の探求

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 25108509
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
研究機関愛媛大学

研究代表者

神野 雅文  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (30274335)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードプラズマ遺伝子導入 / プラズマ医療 / 遺伝子導入 / キャピラリー電極 / 育種 / 形質転換 / 分子導入 / 人工細胞 / マイクロキャピラリー / 遺伝子医療
研究実績の概要

[研究の目的] マイクロキャピラリー法により、微小放電プラズマの電気化学的刺激が瞬時にかつ局所的に細胞膜構造を不安定化し、DNAなどの巨大分子を細胞内に導入できる。この過程に最適なプラズマパラメータと細胞保持環境の最適化を行い、細胞やDNAの損傷が少ない高品位な遺伝子導入手法を確立する。 次にマイクロキャピラリー電極により生成された微小プラズマの特性を定量評価し、遺伝子導入効率や細胞生存率との関係づけを試みる。最終的に、プラズマによる遺伝子導入の機序そのものを考察し、臨床応用に向けた知見を蓄積し、高品位なプラズマ遺伝子導入法の実用化を目指す。
[実施内容と得られた成果] (1) Wash-Out法による遺伝子導入機序の作用要因の検討:プラズマ照射後に緩衝剤を除去することで、プラズマ照射によって遺伝子が導入されるダイレクト・エフェクトと、照射後に時間かけて遺伝子が導入されるアフター・エフェクトの2つの効果により遺伝子が導入されていることを確認した。また、アフター・エフェクトによる導入率は、全体の導入効率の9/10にあたることが確認された。(2)多種標的細胞へのプラズマ遺伝子導入の確認:9種のヒト細胞と3種の動物細胞を用いた導入実験を実施し、浮遊細胞以外の全ての接着細胞において遺伝子導入が確認された。(3)リポフェクションとのハイブリッド:プラズマ照射後にリポフェクタミンを滴下し、導入効率の試薬濃度依存性を確認した。プラズマ照射の併用により、リポフェクタミンのみと同じ遺伝子導入率の場合と比べて、試薬使用量1/2の削減効果が確認された。(4)プラズマ照射による人工細胞帯電の検証:プラズマ照射した人工細胞を電気泳動させることで検証した。プラスマ照射後の電気泳動により、人工細胞が正極から負極の方向に移動したことから、プラズマ照射により細胞膜が正に帯電していることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The Necessity of Radicals for Gene Transfection by Discharge Plasma Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Jinno, Yoshihisa Ikeda, Hideki Motomura, Yugo Kido, Kunihide Tachibana and Susumu Satoh
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: Vol. 27, No. 3 ページ: 399-404

    • NAID

      130004687599

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Safe and High Efficiency Gene Transfection by Microplasma Irradiation for Cancer Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Hideki Motomura, Yoshihisa Ikeda, Yugo Kido, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Masafumi Jinno
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Plasma for Cancer Treatment
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Aichi
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gene Transfection into Human Tumor Cells by Plasma Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Ikeda, Hideki Motomura, Yugo Kido, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Masafumi Jinno
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Plasma for Cancer Treatment
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Aichi
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] リポソームを用いたプラズマ遺伝子導入機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      相原 大二郎、永岩 秀憲、木戸 祐吾、池田 善久、本村 英樹、佐藤 晋、神野 雅文、橘 邦英
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ラジカルがプラズマ遺伝子導入に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      立花 宏紀、木村 真徳、池田 洋平、木戸 祐吾、池田 善久、本村 英樹、佐藤 晋、神野 雅文、橘 邦英
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロキャピラリー電極を用いたプラズマ遺伝子導入における活性種生成領域2015

    • 著者名/発表者名
      山崎 拓也, 木戸 祐吾, 池田 善久, 本村 英樹, 橘 邦英, 佐藤 晋, 神野雅文
    • 学会等名
      電気学会放電/誘電・絶縁材料/高電圧合同研究会
    • 発表場所
      九州大学、福岡県、福岡市
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ遺伝子導入法におけるラジカルの必要性2015

    • 著者名/発表者名
      池田 洋平, 立花 宏紀, 木村 真徳, 木戸 祐吾, 池田 善久, 本村 英樹, 橘 邦英, 佐藤 晋, 神野 雅文
    • 学会等名
      電気学会放電/誘電・絶縁材料/高電圧合同研究会
    • 発表場所
      九州大学、福岡県、福岡市
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Low Damage and High Rate Gene Transfection by Microplasma Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Susumu Satoh, Yugo Kido, Kunihide Tachibana
    • 学会等名
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロキャピラリー電極を用いたプラズマ遺伝子導入における電源極性の影響2014

    • 著者名/発表者名
      眞鍋 国盛,山崎 拓也,池田 善久,本村 英樹,神野 雅文,橘 邦英,佐藤晋,木戸 祐吾
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロキャピラリー電極型プラズマ遺伝子導入における針状対向電極による低ダメージ化2014

    • 著者名/発表者名
      立花 宏紀,池田 洋平,木村 真徳,池田 善久,本村 英樹,神野 雅文,橘邦英,佐藤 普,木戸 祐吾
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマによる遺伝子導入法における DNA 損傷評価2014

    • 著者名/発表者名
      三宅 献,柴川 勢竜,池田 善久,本村 英樹,神野 雅文,橘 邦英,佐藤 晋,木戸 祐吾
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 沿面放電による遺伝子導入2014

    • 著者名/発表者名
      吉岡 優,中野 孝輝,池田 善久,本村 英樹,神野 雅文,橘 邦英,佐藤 晋,木戸 祐吾
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、北海道、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Necessity of Radicals for Gene Transfection by Discharge Plasma Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Jinno, Yoshihisa Ikeda, Hideki Motomura, Yugo Kido, Kunihide Tachibana and Susumu Satoh
    • 学会等名
      The 31st International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 発表場所
      Chiba University, Chiba, Chiba
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of plasma irradiation effect on cell membrane using artificial cells2014

    • 著者名/発表者名
      Amel Zerrouki, Yasuhito Sone, Daijiro Aibara, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Minimization and Localization of Cell Damage under Microplasma Irradiation for Gene Transfection2014

    • 著者名/発表者名
      Yohei Ikeda, Hiroki Tachibana, Yasuhito Sone, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of DNA Damage Irradiated by Plasmas for Gene Transfection2014

    • 著者名/発表者名
      Seiryu Shibakawa, Ken Miyake, Hideki Motomura, Masafumi Jinno,Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gene Transfection to Human Skin Cells by Microplasma Irradiation Using Microcapillary Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamasaki, Kunimori Manabe, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plasma Gene Transfection with Surface Discharge2014

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yoshioka, Hidetoshi Murakami, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Nara
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 界面反応として考えるプラズマ遺伝子導入法2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Jinno, Hideki Kimura, Yoshihisa Ikeda, Yugo Kido, Shin Sato and Kunihide Tachibana
    • 学会等名
      The 31st International Conference of Photopolymer Science and Technology
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High efficiency and low damage plasma gene transfection using micro-capillary electrode2014

    • 著者名/発表者名
      14. Masafumi Jinno, Hideki Motomura, Susumu Satoh, Yugo Kido, Kunihide Tachibana
    • 学会等名
      Intl. workshop on contl of fluctuation of plasma proc. Joint Intl. Workshop between Frontier science of interactions between plasmas and nano-interfaces and Plasma medical innovation
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plasma Gene Transfection to Human Skin Cells Using Microcapillary Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      15. Hideki Motomura, Takuya Yamasaki, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas/31st Symposium on Plasma Processing, Fukuoka
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of plasma irradiation effect on cell membrane using artificial cells2014

    • 著者名/発表者名
      Amel Zerrouki, Yasuhito Sone, Daijiro Aibara, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Minimization and Localization of Cell Damage under Microplasma Irradiation for Gene Transfection2014

    • 著者名/発表者名
      ohei Ikeda, Hiroki Tachibana, Yasuhito Sone, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of DNA Damage Irradiated by Plasmas for Gene Transfection2014

    • 著者名/発表者名
      Seiryu Shibakawa, Ken Miyake, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Gene Transfection to Human Skin Cells by Microplasma Irradiation Using Microcapillary Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamasaki, Kunimori Manabe, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Plasma Gene Transfection with Surface Discharge2014

    • 著者名/発表者名
      Masaru Yoshioka, Hidetoshi Murakami, Hideki Motomura, Masafumi Jinno, Kunihide Tachibana, Susumu Satoh, Yugo Kido
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロキャピラリー電極を用いたHaCaT細胞に対するプラズマ遺伝子導入2013

    • 著者名/発表者名
      7. 山崎拓也,村上秀利,池田洋平,柴川勢竜,本村英樹,神野雅文,橘 邦英,佐藤 晋,佐伯 登
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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