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2015 年度 実績報告書

プラズマ照射による中枢神経組織・細胞制御と機能再生

公募研究

研究領域プラズマ医療科学の創成
研究課題/領域番号 15H00905
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

片岡 洋祐  国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (40291033)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードプラズマ / 中枢神経 / 大脳皮質 / 前駆細胞 / 再生
研究実績の概要

プラズマは光・電子・イオン・ラジカルの集団で、生体分子や組織と相互作用することが知られ、近年、癌治療や止血等に応用されようとしている。しかしながら、中枢神経組織へのプラズマの作用については報告が少なく、その応用の可能性は未知数である。
われわれは、成熟したラットを対象に、麻酔下に頭頂部頭蓋骨の一部をくも膜を残して除去し、大脳新皮質へ大気圧プラズマ(ヘリウムガス使用)を直接照射して、その後の時間経過に伴う組織構造や出現細胞の変化を追跡した。その結果、プラズマ照射後に大脳皮質内で、前駆細胞マーカー(NG2)陽性のグリア細胞・ミクログリア(Iba-1陽性)・アストロサイト(GFAP陽性)で構築される特徴的な多層構造が形成されることを見出した。また、Ki-67の発現を指標に細胞の増殖活性を観察したところ、プラズマ照射領域において多数の増殖細胞が出現することもわかった。こうした増殖細胞の多くは前駆細胞マーカーであるNG2を発現していたが、グリア前駆細胞のような突起は乏しかった。そこで、こうした多層構造の形成と増殖細胞の出現を基準に、プラズマの照射条件の最適化をおこない、増殖活性の高い細胞を多量に取得する条件を確立した。現在、こうした増殖細胞の由来や性質を調べるとともに、今後、プラズマの再生医療へ向けた実用化を睨みながら、プラズマ照射によって誘導・出現した様々な細胞の分化誘導実験等を実施する予定である。

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

当初の予定に沿って研究を進められており、プラズマの照射条件の最適化も実施した。研究に必要な機材も既に調っており、照射条件の最適化によって再現性のよい実験系も確立でき、研究は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後、大気圧プラズマの中枢神経組織の再生医療への実用化を目指すため、プラズマ照射によって誘導される様々な細胞の詳細なキャラクターを解明し、さらに分化誘導実験等を実施する。また、病態モデルにおけるプラズマ照射の効果を確認する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] 疲労モデル動物における血漿メタボローム解析、およびオルニチン投与による抗疲労研究2016

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣、大和正典、中野真行、田村泰久、江口麻美、高田孔美、片岡洋祐
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 42 ページ: 10-14

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fatigue-like behavior following peripheral viral infection is likely triggered by neuroinflammation.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamato, M. and Kataoka, Y.
    • 雑誌名

      Neural Regen. Res.

      巻: 10 ページ: 203-204

    • DOI

      10.4103/1673-5374.152369

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A voxel-based analysis of brain activity in high-order trigeminal pathway in the rat induced by cortical spreading depression.2015

    • 著者名/発表者名
      Cui, Y., Toyoda, H., Sako, T., Onoe, K., Hayashinaka, E., Wada, Y., Yokoyama, C., Onoe, H., Kataoka, Y.
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 108 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2014.12.047.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential biomarkers of fatigue identified by plasma metabolome analysis in rats.2015

    • 著者名/発表者名
      Kume, S., Yamato, M., Tamura, Y., Jin, G., Nakano, M., Miyashige, Y., Eguchi, A., Ogata, Y., Goda, N., Iwai, K., Yamano, E., Watanabe, Y., Soga, T., and Kataoka, Y.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0120106

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120106.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transgenic mouse model for imaging of interleukin-1β-related inflammation in vivo.2015

    • 著者名/発表者名
      Iwawaki, T., Akai, R., Oikawa, D., Toyoshima, T., Yoshino, M., Suzuki, M., Takeda, N., Ishikawa, T., Kataoka, Y., and Yamamura, K.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 ページ: 17205

    • DOI

      10.1038/srep17205

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fusion of plasma membrane between NG2-expressing progenitor cells and neurons in the cerebral cortex of rats.2015

    • 著者名/発表者名
      Maeda, M., Eguchi, A., Tamura, Y., Hasebe, Y., Suga, M., and Kataoka, Y.
    • 学会等名
      East-asia microscopy conference
    • 発表場所
      The Himeji Chamber of Commerce and Industry (HCCI), Himeji, Japan
    • 年月日
      2015-11-24 – 2015-11-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 疲労病態の最近の進展2015

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐
    • 学会等名
      日本ヘモレオロジー学会
    • 発表場所
      昭和女子大学、東京都、世田谷区
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] NG2 glial cells suppressed neuroinflammation and supported the survival of hippocampal neurons.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakano, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Yamato, M., Kume, S., Kataoka, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 組織前駆細胞のin vivoイメージングと毛周期モニタリング2015

    • 著者名/発表者名
      田村泰久, 高田孔美、江口麻美、片岡洋祐
    • 学会等名
      日本組織細胞化学会
    • 発表場所
      関西医科大学、大阪府、枚方市
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経前駆細胞の新しい形態学的特徴と機能2015

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐、田村泰久, 中野真行, 大和正典, 久米慧嗣, 前田光代
    • 学会等名
      日本組織細胞化学会
    • 発表場所
      関西医科大学、大阪府、枚方市
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット大脳皮質におけるNG2発現前駆細胞・神経細胞間の細胞膜融合現象2015

    • 著者名/発表者名
      前田光代, 江口麻美、田村泰久、長谷部祐治、須賀三雄、片岡洋祐
    • 学会等名
      日本組織細胞化学会
    • 発表場所
      関西医科大学、大阪府、枚方市
    • 年月日
      2015-10-03 – 2015-10-04
  • [学会発表] 疲労負荷動物モデルにおけるメタボローム解析と疲労代謝性肝組織炎症の実証2015

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣、大和正典、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
    • 学会等名
      第9回メタボロームシンポジウム
    • 発表場所
      三島市民文化会館、静岡県、三島市
    • 年月日
      2015-10-01 – 2015-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 疲労病態でみられる代謝変化とオルニチン2015

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐、大和正典、久米慧嗣
    • 学会等名
      第1回シトルリン・オルニチン研究会
    • 発表場所
      サンスカイルーム、東京都、千代田区
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuroinflammation and sensation of fatigue.2015

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, Y., Nakano, M., Yamato, M., Tamura, Y.
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ、埼玉県、さいたま市
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] PET imaging for evaluation of neurogenesis in adult mammalian brain.2015

    • 著者名/発表者名
      Tamura, Y., Eguchi, A., Takata, K., Yamato, M., Kume, S., Nakano, M., and Kataoka, Y.
    • 学会等名
      World Molecular Imaging Congress
    • 発表場所
      Savannah, USA
    • 年月日
      2015-09-02 – 2015-09-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Interleukin-1 receptor antagonist attenuates neuronal cell death induced by ablation of NG2 glial cells.2015

    • 著者名/発表者名
      中野真行、田村泰久、江口麻美、大和正典、久米慧嗣、片岡洋祐
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター、兵庫県、神戸市
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] NG2-expressing progenitor cells are involved in the brain immune system.2015

    • 著者名/発表者名
      田村泰久、中野真行、高田孔美、江口麻美、大和正典、久米慧嗣、片岡洋祐
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター、兵庫県、神戸市
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] Does deterioration of TCA cycle induce prolonged suppression of locomotor activity by brain neuroinflammation in rats?2015

    • 著者名/発表者名
      大和正典、久米慧嗣、中野真行、田村泰久、江口麻美、片岡洋祐
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター、兵庫県、神戸市
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] 疲労負荷動物モデルを利用した疲労の潜在的バイオマーカーの探索研究2015

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣、大和正典、中野真行、江口麻美、田村泰久、山野恵美、渡辺恭良、曽我朋義、片岡洋祐
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会
    • 発表場所
      山口県総合保健会館、山口県、山口市
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経炎症の調節メカニズムと疲労2015

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐、中野真行、大和正典、久米慧嗣、田村泰久
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会
    • 発表場所
      山口県総合保健会館、山口県、山口市
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
    • 招待講演
  • [学会発表] エネルギー代謝の低下に着目した疲労動物モデルにおける脳内神経炎症の関連2015

    • 著者名/発表者名
      大和正典、久米慧嗣、金光華、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会
    • 発表場所
      山口県総合保健会館、山口県、山口市
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [学会発表] 水浸疲労負荷動物モデルを用いた肝臓での疲労代謝回路および代謝性組織炎症の実証研究2015

    • 著者名/発表者名
      久米慧嗣、大和正典、中野真行、江口麻美、田村泰久、片岡洋祐
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会
    • 発表場所
      山口県総合保健会館、山口県、山口市
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [学会発表] 主観的気分測定および自律神経測定による環境音源の抗疲労効果の評価2015

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐、久米慧嗣、古澤美香、蛭子杏子、山内綾子、堀洋、渡辺恭良、三ツ橋里香、穐葉慶吾
    • 学会等名
      第11回日本疲労学会
    • 発表場所
      山口県総合保健会館、山口県、山口市
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-16

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公開日: 2017-01-06  

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