| 研究課題/領域番号 |
26350540
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
矢野 憲一 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (70311230)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ナノ秒電気パルス / 細胞死 / カルシウム |
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| 研究実績の概要 |
近年の電気工学の進展により、ナノ秒というきわめて短い時間に限局して強い電気的な力をかけることが可能となり、ナノ秒電気パルスと呼ばれている。本研究は、局所にナノ秒電気パルスを作用させることで癌治療を行うための基盤を確立することを目的とする。平成26年度は、まずヒト癌由来培養細胞をナノ秒電気パルス処理するための実験システムの設置を行った。ナノ秒電気パルスは通常電源（AC 100V）からパルスパワーモジュレーターを介して生成し、高電圧プローブとオシロスコープでその波形をモニターした。電極については、この分野で汎用されるキュベット型電極に加え、さらに針型電極を用いた。エレクトロポレーションなどに用いられる白金針はナノ秒電気パルスには不適であることが判明したため、タングステンカーバイド製の針を使用することとした。続いて、これらの実験システムを用いて、ヒト癌由来培養細胞にナノ秒電気パルスを作用させ、細胞死誘導について解析を行ったところ、ナノ秒電気パルスがアポトーシスもしくはネクローシスを誘発することを明らかにした。どちらが起こるかは細胞株依存的であり、多くの接着性細胞株ではネクローシスがカルシウム依存的に誘発された。さらにカルシウムイオノフォアを作用させるとナノ秒電気パルスに対する細胞の感受性が高まること、カルシウム不含培地を用いると細胞がナノ秒電気パルスに耐性になることを見出し、ナノ秒電気パルスが誘発するカルシウム流入が細胞死誘導の重要な要因であることを示した。次にナノ秒電気パルスの生体作用を時系列的に理解するためのライブイメージング解析のための実験システムを設置し、これを用いてナノ秒電気パルスの生体作用解析の予備実験を開始した。
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| 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
本年度は従来から使用されているキュベット型電極に加えて、針型電極を使用することができる実験システムを設置した。これを用いて実際に細胞死を誘発させ、そのメカニズムを解析することで新しい知見を得ることができた。本研究にライブイメージング法を適用するための実験システムも稼働状態となり、平成27年度に予定されているナノ秒電気パルスに対する生体応答のライブイメージング解析が実施可能な状態となっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画に基づき、本年度に設置した実験システムを用いてヒト癌由来培養細胞へ様々な条件のナノ秒電気パルスを作用させ、増殖や細胞死の経時変化を定量的に解析する。細胞死のメカニズムなど、ナノ秒電気パルスの生体作用機構についても理解を深める。さらにライブイメージング法によるナノ秒電気パルス応答反応のリアルタイム解析を実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
経費の効率的な使用に努めた結果、9万円余の研究費を平成27年度へ繰り越すこととなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度は培養細胞を用いた実験を多数実施する予定であり、それに必要な細胞培養関連試薬や各種解析のための試薬に充当する。
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