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2013 年度 実績報告書

プラズマバイオプロセスのためのプラズマ液中反応場の構築と理解

研究課題

研究課題/領域番号 23340176
研究機関大阪大学

研究代表者

北野 勝久  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20379118)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードプラズマ医療 / プラズマ誘起液中化学プロセス / 大気圧プラズマ / アミロイドβ / アルツハイマー
研究概要

大気圧低温プラズマによる液中反応場を用いたバイオプロセスの研究の基礎過程を研究するために、生体高分子との相互作用の評価を行っているが、本年度はアミロイドβ-とアミノ酸に着目した。
プラズマ医療の反応素過程として、溶液中のタンパク質の酵素活性の失活がわずかな化学修飾によってもたらされることが重要であることが前年度までに判明したが、さらに酵素活性の低下がアミノ酸残基の化学修飾がもたらす立体構造配位の変化であることがわかった。このアミノ酸の化学修飾を評価するために、各種アミノ酸の酸化・ニトロ化に関して評価を進めた。20種類のアミノ酸を混合した溶液に対してプラズマ処理を行い、それぞれのアミノ酸の酸化の時間変化を評価した。アミノ酸の種類によって酸化速度の違いが明らかになり、SH基を有するアミノ酸が優先的に酸化されることが判明した。
繊維状のタンパク質であるアミロイドβはアルツハイマー病の原因とされるが、溶液状態で大気圧低温プラズマ処理をすることでの変化を評価した。乾燥したアミロイドβに対してプラズマ照射を直接照射し、FTIRなどでその物質としての不活化の評価が行われているが、本研究では溶液中のアミロイドβ-に対して水溶液表面からプラズマ照射を行い、細胞毒性などといった生化学的な活性で評価を進めた。その結果、アミロイドβ-の直接的な不活化が進行する前に、タンパク質分解酵素であるプロテアーゼによる分解耐性が落ちていることがわかった。これらの手法を用いることで、今だ不明な点が多いアミロイドβ-とアルツハイマー病の関係に関して研究するための手段を提供することができ、今後の生化学的な研究への展開が期待される。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Degeneration of amyloid-ß fibrils caused by exposure to low-temperature atmospheric-pressure plasma in aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      1) Eisuke Takai, Gai Ohashi, Tomonori Yoshida, Karin Margareta Sörgjerd, Tamotsu Zako, Mizuo Maeda, Katsuhisa Kitano and Kentaro Shiraki
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 ページ: 023701 1-5

    • DOI

      10.1063/1.4861842

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular mechanism of plasma sterilization in solution with the reduced pH method: importance of permeation of HOO radicals into the cell membrane2013

    • 著者名/発表者名
      3) Eisuke Takai, Satoshi Ikawa, Katsuhisa Kitano, Junpei Kuwabara and Kentaro Shiraki
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 295402

    • DOI

      10.1088/0022-3727/46/29/295402

    • 査読あり
  • [学会発表] Cryopreservation of the plasma treated water for disinfection treatment in dental and surgical therapies based on the reduced pH method2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano, Satoshi Ikawa, Atsushi Tani, Yoichi Nakashima, Tomoko Ohshima, Hiromitsu Yamazaki, Emi Usui, Yasuko Momoi
    • 学会等名
      International Symposium on Non-equilibrium Plasma and Complex-System Sciences (IS-NPCS)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20140226-20140228
    • 招待講演
  • [学会発表] Reactive Species Induced in Liquids by Atmospheric Pressure Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tani, Satoshi Fukui, Satoshi Ikawa, Katsuhisa Kitano,
    • 学会等名
      International Symposium on Non-equilibrium Plasma and Complex-System Sciences (IS-NPCS)
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      20140226-20140228
    • 招待講演
  • [学会発表] Plasma-induced Reactive Oxygen Species in Atmospheric Pressure Plasma Processing in Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tani, Satoshi Fukui, Satoshi Ikawa and Katsuhisa Kitano
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas /31st Symposium on Plasma Processing (ICRP8/SPP31)
    • 発表場所
      福岡Cコンベンションセンター
    • 年月日
      20140203-20140207
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマ処理水の冷凍保存技術を用いた先進的プラズマ消毒法2013

    • 著者名/発表者名
      北野勝久、井川聡、谷篤史
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20131203-20141206
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward medical applications of atmospheric pressure plasmas with room temperature2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Kitano
    • 学会等名
      2013 Japan-Taiwan Symposium on Polyscale Technologies for Biomedical Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2013)
    • 発表場所
      東京理科大学長万部キャンパス
    • 年月日
      20130907-20130910
    • 招待講演
  • [産業財産権] 殺菌用液体の生成方法および装置2013

    • 発明者名
      北野勝久、井川聡、中島陽一
    • 権利者名
      大阪大学、大阪府立産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-109827
    • 出願年月日
      2013-05-24

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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