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2016 年度 実施状況報告書

プラズマによる酸化ストレス損傷のメカニズム解明と革新的プリオン病治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04997
研究機関琉球大学

研究代表者

作道 章一  琉球大学, 医学部, 准教授 (10397672)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードプラズマ / プリオン / 不活化 / 酸化ストレス / ROS / RNS / 滅菌 / 治療
研究実績の概要

プラズマは活性種(ラジカル等)や紫外線などの複合的効果で酸化ストレス作用をもたらす。酸化ストレス損傷により、病原体は不活化され、細胞はアポトーシスに陥る。本研究では、プラズマにより誘導される酸化ストレス損傷に焦点を絞り研究を進めている。抵抗性の最も高い病原体であるプリオン病原体を研究対象とし、酸化ストレス損傷の観点からプラズマによる不活化機構の解析を行っている。さらには、プリオン感染細胞と非感染細胞の酸化ストレス抵抗性の違いを利用した、感染細胞の選択的除去による治療応用へと展開するための基礎となる研究を行っている。
これらの目的達成のため、初年度である平成28年度には以下の研究成果を得た。
まず、静電誘導サイリスタ電源を用いた窒素ガスプラズマ装置や高周波電源を用いたトーチ型プラズマ装置でプラズマの生成を行い、その際に発生する酸化ストレス物質をケミカルインジケーターで解析した。そして、トーチ型プラズマ装置については電子スピン共鳴による解析を進め、OHラジカルやHラジカルの発生を確認した。さらに、PMCA(protein misfoldng cyclic amplification, 異常折りたたみ蛋白質反復増幅)を用いた解析で、窒素ガスプラズマ処理によりプリオンの試験管内増殖能が低下することを明らかにした。また、治療応用の研究を行うため、シャーレ上で培養しているプリオン感染細胞や培養液にガスプラズマ照射を行った後、細胞に培地を添加する実験を開始した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り研究が進んでおり、概ね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、①生成したプラズマの基礎特性と酸化ストレス物質の同定、②プラズマによる酸化ストレス損傷メカニズムの解明、③プリオンの活性を指標とした効果的なプラズマ殺菌パラメータの解明、④プリオン病の治療法開発を目的とするプラズマのプリオン感染細胞への作用解明を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

予想よりも順調に研究が進展しており、次年度に研究費を多く使用することができる状況になったため。

次年度使用額の使用計画

次年度に実施する研究項目は試薬などの物品の使用が多いため、次年度の物品費として使用する計画である。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) 図書 (10件)

  • [雑誌論文] Degradation and inactivation of Shiga toxins by nitrogen gas plasma.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Imanishi Y.
    • 雑誌名

      AMB Express

      巻: 7 ページ: 77

    • DOI

      10.1186/s13568-017-0380-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crucial roles of reactive chemical species in modification of respiratory syncytial virus by nitrogen gas plasma.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Toyokawa Y, Imanishi Y, Murakami T.
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C Mater Biol Appl

      巻: 74 ページ: 131-136.

    • DOI

      10.1016/j.msec.2017.02.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen gas plasma treatment of bacterial spores induces oxidative stress that damages the genomic DNA.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Toyokawa Y, Nakamura T, Yagyu Y, Imanishi Y.
    • 雑誌名

      Mol Med Rep

      巻: 15 ページ: 396-402

    • DOI

      10.3892/mmr.2016.5973

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of calcium hydrogen carbonate mesoscopic crystals as a disinfectant for influenza A viruses.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakashima R, Kawamoto M, Miyazaki S, Onishi R, Furusaki K, Osaki M, Kirisawa R, Sakudo A, Onodera T.
    • 雑誌名

      J Vet Med Sci

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1292/jvms.16-0603.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation and detoxification of aflatoxin B1 using nitrogen gas plasma generated by a static induction thyristor as a pulsed power supply.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Toyokawa Y, Misawa T, Imanishi Y.
    • 雑誌名

      Food Control

      巻: 73B ページ: 619-626

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2016.09.014.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] PrP knockout cells expressing transmembrane PrP resist prion infection.2017

    • 著者名/発表者名
      Marshall KE, Hughson A, Vascellari S, Priola SA, Sakudo A, Onodera T, Baron GS.
    • 雑誌名

      J Virol

      巻: 91 ページ: e01686-16

    • DOI

      10.1128/JVI.01686-16.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A new roller conveyer system of non-thermal gas plasma as a potential control measure of plant pathogenic bacteria in primary food production.2017

    • 著者名/発表者名
      Toyokawa Y, Yagyu Y, Misawa T, Sakudo A.
    • 雑誌名

      Food Control

      巻: 72A ページ: 62-72

    • DOI

      10.1016/j.foodcont.2016.07.031.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nitrogen gas plasma generated by a static induction thyristor as a pulsed power supply inactivates adenovirus.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Toyokawa Y, Imanishi Y.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11 ページ: e0157922

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0157922.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Capturing and concentrating adenovirus using magnetic anionic nanobeads.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Baba K, Ikuta K.
    • 雑誌名

      Int J Nanomedicine

      巻: 11 ページ: 1847-1157

    • DOI

      10.2147/IJN.S104926.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct plasma disinfection of green mold spore on citrus by atmospheric pressure dielectric barrier discharge for agricultural applications.2016

    • 著者名/発表者名
      Yagyu Y, Hatayama Y, Hayashi N, Mishima T, Nishioka T, Sakudo A, Ihara T, Ohshima T, Kawasaki H, Suda Y.
    • 雑誌名

      Trans Mater Res Soc Jpn

      巻: 41 ページ: 127-130

    • DOI

      10.14723/tmrsj.41.127.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Capture of dengue viruses using antibody-integrated graphite encapsulated magnetic beads produced by gas plasma technology.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Viswan A, Chou H, Sasaki T, Ikuta K, Nagatsu M.
    • 雑誌名

      Mol Med Rep

      巻: 14 ページ: 697-704

    • DOI

      10.3892/mmr.2016.5330.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential use of visible and near-infrared (Vis-NIR) spectroscopy for the analysis and diagnosis of chronic fatigue syndrome.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A.
    • 雑誌名

      Mol Med Rep

      巻: 14 ページ: 1875-1879

    • DOI

      10.3892/mmr.2016.5476.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-infrared spectroscopy for medical applications: Current status and future perspectives.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A.
    • 雑誌名

      Clin Chim Acta

      巻: 455 ページ: 181-188

    • DOI

      10.1016/j.cca.2016.02.009.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラズマ高機能化磁気ナノ微粒子を用いた高感度ウイルス検出システム.2016

    • 著者名/発表者名
      永津雅章, Anchu Viswan, 張晗, 作道章一, 生田和良.
    • 雑誌名

      クリーンテクノロジー

      巻: 26 ページ: 52-56

  • [学会発表] ローラーコンベアー型プラズマ装置による農薬の分解2017

    • 著者名/発表者名
      豊川 洋一,柳生 義人,作道 章一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] 誘電体バリア放電プラズマトーチを用いた ネコカリシウイルス不活化機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      山城 梨沙,三沢 達也,豊川 洋一,作道 章一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] ガスプラズマを用いた殺菌技術の農産物への応用(平成28年度若手農林水産研究者表彰受賞講演)2016

    • 著者名/発表者名
      作道章一
    • 学会等名
      アグリビジネス創出フェア2016
    • 発表場所
      東京ビックサイト(東京都、江東区)
    • 年月日
      2016-12-14 – 2016-12-14
  • [学会発表] ベルトコンベア型プラズマ連続殺菌装置の開発 および殺菌特性2016

    • 著者名/発表者名
      柳生 義人、宮本 大毅、山口 充、作道 章一、猪原 武士、大島 多美子、林 信哉、川崎 仁晴
    • 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(新潟県、新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 「プラズマ」による低温・ドライ殺菌技術および品質保持 (AP賞受賞)2016

    • 著者名/発表者名
      作道章一、三沢達也、西岡輝美、三島朋子、柳生義人
    • 学会等名
      FOOMA JAPAN 2016 国際食品工業展
    • 発表場所
      東京ビックサイト(東京都、江東区)
    • 年月日
      2016-06-07 – 2016-06-10
  • [図書] Chapter 7, Prions in “Laboratory Models for Foodborne Infections”2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, OnoderaT.
    • 総ページ数
      117-127
    • 出版者
      Taylor & Francis CRC Press
  • [図書] Chapter 12, Prions in “Foodborne Viral Pathogens”2017

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Onodera T.
    • 総ページ数
      237-256
    • 出版者
      Taylor & Francis CRC Press
  • [図書] Recent advances in gas plasma technology for decontamination of food surfaces in “Food preservation (Nanotechnology in the agri-food industry)”2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A.
    • 総ページ数
      197-228
    • 出版者
      Academic Press
  • [図書] Current progress in seed disinfection by gas plasma: Disinfection of seed-borne fungi and bacteria by plasma with alternating current high voltage discharge in “Gas plasma sterilization in microbiology: Theory, applications, pitfalls and new perspectives”2016

    • 著者名/発表者名
      Nishioka T, Mishima T, Toyokawa Y, Misawa T, Sakudo A.
    • 総ページ数
      121-129
    • 出版者
      Caister Academic Press
  • [図書] Current technology and applications of gas plasma for disinfection of agricultural products: Disinfection of fungal spores on Citrus unshiu by atmospheric pressure dielectric barrier discharge in “Gas plasma sterilization in microbiology: Theory, applications, pitfalls and new perspectives”2016

    • 著者名/発表者名
      Yagyu Y, Sakudo A.
    • 総ページ数
      111-120
    • 出版者
      Caister Academic Press
  • [図書] Current progress in advanced research into the inactivation of viruses by gas plasma: Influenza virus inactivation by nitrogen gas plasma in “Gas plasma sterilization in microbiology: Theory, applications, pitfalls and new perspectives”2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A.
    • 総ページ数
      103-110
    • 出版者
      Caister Academic Press
  • [図書] Current progress in advanced technology of nitrogen gas plasma for remote sterilization and clarification of sterilization in “Gas plasma sterilization in microbiology: Theory, applications, pitfalls and new perspectives”2016

    • 著者名/発表者名
      Shintani H, Shimizu N, Imanishi Y, Sakudo A, Uyama T, Hotta E.
    • 総ページ数
      25-39
    • 出版者
      Caister Academic Press
  • [図書] Chapter 99. Bovine spongiform encephalopathy (BSE) in “Molecular detection of animal viral pathogens”2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Onodera T.
    • 総ページ数
      901-912
    • 出版者
      Taylor & Francis CRC Press
  • [図書] Chapter 100. Chronic wasting disease (CWD) in “Molecular detection of animal viral pathogens”2016

    • 著者名/発表者名
      Sakudo A, Onodera T.
    • 総ページ数
      913-922
    • 出版者
      Taylor & Francis CRC Press
  • [図書] 事例29 沖縄の郷土料理の研究活用事例:豆腐よう抽出物の抗インフルエンザ効果, 『市民フォーラム 地方創生に関わる生物工学の取り組み-日本各地の活動とネットワークの必要性- 地域生物資源産業化事例集』2016

    • 著者名/発表者名
      作道章一
    • 総ページ数
      91-93
    • 出版者
      三恵社

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公開日: 2018-01-16  

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