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大気圧低温プラズマと細胞との相互作用について、気相・液相・細胞の各水準で生成する活性種を検討し、その定量的評価を実施した。次に放射線を指標として、細胞内外に生成する活性酸素量を比較した。 また、Arプラズマに窒素を添加した場合の生物影響を調べた。
水溶液中の活性種はEPR-スピン捕捉法によるラジカル種の測定を行い、OHラジカルおよびH原子を同定した。Arプラズマ照射ではヒトリンパ腫細胞株のU937のアポトーシスを指標にし、15％水準で比較した時、放射線に比べて、約30倍多いOHラジカルが水溶液中に生成した。核酸やアミノ酸等のラジカル付加体の測定からも、プラズマによるOHラジカル生成が重要であることが判明した。また、細胞内に生成する活性種をフローサイトメータで調べたところ、プラズマ照射細胞内にOHラジカル、OCl-、過酸化水素の生成を認めた。スーパーオキシド生成も認めたが僅かであった。Arプラズマに窒素を添加した場合、水溶液中のOHラジカル生成は半減し、細胞死も抑制された。網羅的遺伝子解析を行ったところ、熱ショックタンパク質遺伝子を主とする細胞保護遺伝子の発現増加を認めた。
以上より、Arプラズマ照射は細胞外に相対的に多くのOHラジカルを生成するが、細胞内においては、二次的に生成する活性種が重要と思われる。今後は、目的に応じたプラズマ照射の最適化を図るために用量の測定法を確立する必要がある。
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