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2017 年度 実績報告書

低温大気圧プラズマによるメラノーマ治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K09792
研究機関日本大学

研究代表者

落合 豊子  日本大学, 医学部, 教授 (40133425)

研究分担者 鈴木 良弘  日本大学, 医学部, 研究員 (80206549)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード低温大気圧プラズマ / メラノーマ / 活性酸素 / ミトコンドリア / アポトーシス
研究実績の概要

本研究の目的は、「ROSによるミトコンドリア形態変化が低温大気圧プラズマ(AGP)誘発細胞死に関与し、それに対する正常細胞とメラノ-マ細胞の感受性の差が腫瘍選択性に寄与する」という仮説の立証であった。
研究の結果1)ミトコンドリア分裂は細胞死の誘発には不十分でミトコンドリアの断片化と凝集が必要。2) AGPによるミトコンドリア分裂はダイナミン関連タンパク質1(Drp1)の616番目と 637番目セリン残基のリン酸化を介して制御されるが、細胞死に必要な断片化と凝集はDrp1非依存性。3) AGP照射液中にはmMレベルの過酸化水素(H2O2)が生成し、これを細胞に添加するとミトコンドリア内にスーパーオキシドが産生された。4) AGPとH2O2によるスーパーオキシド産生はがん細胞(メラノ-マ、骨肉腫、肺がん細胞株)の方が正常細胞(メラノサイト、線維芽細胞)より有意に高かった。5) H2O2もAGP照射液と同様のDrp1依存性ミトコンドリア分裂を惹起した。その感受性はがん細胞の方が正常細胞よりも強く、がん細胞ではミトコンドリアの断片化と凝集が見られたが、正常細胞では軽度なミトコンドリア分裂のみが見られた。6) この反応の差はミトコンドリアの断片化と凝集に必要な細胞膜脱分極が一部ROSにより制御され、がん細胞でより強く惹起されることに起因する。7) AGP誘発細胞死の種類はどの媒体にAGPを照射するかで異なり、培地(DMEM)照射ではアポト-シスが誘発されたが、ナトリウム塩溶液照射ではカスパーゼ非依存性細胞死が誘発された。
以上の知見から当初の仮説は立証され本研究の目的は達成された。
本研究の成果は、ミトコンドリア形態変化がアポト-シスのみならず他の細胞死誘発にも大きな役割を果たすことを示唆し、これを標的とした細胞死誘発法はアポト-シス抵抗性メラノ-マの治療に応用できると期待される。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Cold plasma-stimulated medium (PSM), but not TRAIL, trigger autophagic cell death: a therapeutic advantage of PSM over TRAIL.2018

    • 著者名/発表者名
      Ito T, Ando T, Suzuki-Karasaki M, Tokunaga T, Yoshida Y, Ochiai T, Tokuhashi Y Suzuki-Karasaki Y.
    • 雑誌名

      Int J Oncol

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma-stimulated medium kills TRAIL-resistant human malignant cells by promoting caspase-independent cell death via membrane potential and calcium dynamics modulation.2018

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga, Ando T, Suzuki-Karasaki M, Ito T, Onoe-Takahashi A, Ochiai T, Soma M, Suzuki-Karasaki Y.
    • 雑誌名

      Int J Oncol

      巻: 52 ページ: 697-708

    • DOI

      10.3892/ijo.2018.4251

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Plasma-stimulated medium (PSM)のアポト-シス抵抗性悪性腫瘍に対する抗腫瘍作用メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      徳永智彦、小野江明日香、相馬正義、落合豊子、鈴木良弘
    • 学会等名
      第33回日本皮膚悪性腫瘍学会学術大会

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公開日: 2018-12-17  

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