ナノ秒パルス高電界による白血球の活性化現象を利用した献血成分の有効活用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18732
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 矢野 憲一 熊本大学, 産業ナノマテリアル研究所, 教授 (70311230)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• キーワード: ナノ秒パルス高電界 / 白血球 / 好中球 / 好中球細胞外トラップ

研究成果の概要

白血球は人体防御の主役であり、好中球は最も主要な白血球である。好中球をナノ秒パルス高電界で刺激すると、細胞内部からDNAと生理活性分子が細胞外へと放出される。これは好中球細胞外トラップ（NET）と呼ばれる免疫反応である。本研究ではナノ秒パルス高電界によるNET誘導のメカニズムを解析し、NETの誘発に必要な電界強度には閾値があること、細胞外のカルシウムイオンの流入と電気的な作用が同時に作用する必要があることを明らかにした。ナノ秒パルス高電界はガン治療の新しい手段と広く認められているが、ガン細胞に死を誘導する場合とNETを誘導する場合ではメカニズムが異なると推察された。

自由記述の分野

分子生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではナノ秒パルス高電界によるNET誘導にはカルシウム流入の誘発と電気的作用が同時に必要であること、ナノ秒パルス高電界による細胞死誘導とNET誘導では異なるメカニズムが働いていることを示し、ナノ秒パルス高電界の生体作用メカニズムについて新たな理解を得た。近年、献血は成分ごとに使われることが多いが、白血球は輸血にも製剤にも使われていない。本研究は、ナノ秒パルス高電界というクリーンな刺激により、好中球内部から生理活性物質を放出させ、これを有効利用することへ向けたさらなる研究開発の基盤となりうる。