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メンバー

A03班 吉川

計画概要

プラズマ医療科学の臨床応用論的学術基盤の構築と体系化

内容

研究代表者 吉川 史隆 (名古屋大学大学院医学系研究科・産婦人科学 教授) HP
分担研究者 豊國 伸哉 (名古屋大学大学院医学系研究科・生体反応病理学 教授) HP
水野 正明 (名古屋大学医学部付属病院
先端医療・臨床研究支援センター 教授)
HP
丸山 彰一 (名古屋大学大学院医学系研究科・腎臓内科学 准教授) HP
梶山 広明 (名古屋大学大学院医学系研究科・産婦人科学 准教授)  
連携研究者 坪井 直毅 (名古屋大学医学部付属病院・腎臓内科学・講師)  

 近年注目を浴びている大気圧非平衡プラズマは、これまでの産業への用途に加え、様々な臨床における新規治療技術としての可能性が期待されている。私たちのグループは、名古屋大学プラズマナノ工学研究センターが開発したプラズマ照射デバイスを用い、プラズマの卵巣癌細胞への選択的死滅効果を確認し、その抗腫瘍効果を見出した(Iseki S. et al. Appl. Phys. Lett. 100, 2012, 113702)。本研究はプラズマによる (1)癌治療、(2)再生医療の実用化に向け、(3)種々の生体分子に及ぼす影響に関する基礎的研究を基に、臨床応用への包括的研究を名古屋大学大学院医学系研究科⇔プラズマナノ工学研究センターとの緊密な医工連携により実現することを目的とする。プラズマの直接照射ならびにプラズマ照射活性化培地の投与に分けて検討を行う。

(1) プラズマの癌治療への応用

吉川 史隆 (名古屋大学大学院医学系研究科・産婦人科学 教授)
豊國 伸哉 (名古屋大学大学院医学系研究科・生体反応病理学 教授)
水野 正明 (名古屋大学医学部付属病院・先端医療・臨床研究支援センター 教授)
梶山 広明 (名古屋大学大学院医学系研究科・産婦人科学 准教授)

 特に、現行の治療法では完治が困難とされている、進行性卵巣癌、脳腫瘍および中皮腫への臨床応用を目指す。私たちはすでにプラズマの直接照射による卵巣癌細胞への抗腫瘍効果を見出しているが、臨床応用を念頭に置いた場合、生体内に浸潤または播種している癌細胞を他の臓器への影響無く治療することが望ましい。そこでプラズマの直接照射に加え、プラズマを間接的に作用させるプラズマ照射活性化培地(Plasma-activated medium; PAM)の抗腫瘍効果についても検討を行っている。 卵巣癌は、再発しやすいという特徴を有し、一旦再発すると抗癌剤抵抗性を示すことが多く、再発癌に対する有効な治療法がない。私たちは、このような抗癌剤獲得耐性の癌細胞に対しPAMがオリジナル癌細胞と同等に抗腫瘍効果を示すことをin vitro 並びにin vivoにおいて明らかにした(Utsumi et al. 8:12, e81576, 2013)。 脳腫瘍の治療において重要な課題の一つは、正常な脳組織に傷害を与えることなく腫瘍細胞のみを死滅させる選択的治療技術の開発である。先端医療・臨床研究支援センターでは、PAMを用いて、アストロサイト正常培養細胞にはほとんど影響を与えずに、グリオーマ(神経膠腫)培養細胞に対し選択的にアポトーシスを誘導することに成功した。またその細胞内分子機構として、PAMが生存・増殖シグナリングネットワークを抑制することにより、グリオーマにアポトーシスを誘導していることを突き止めた(Tanaka et al. Plasma Medicine, 1(3–4), 2011), (Tanaka et al. Plasma Medicine, 2(4), 2012)。また、アスベスト繊維の曝露により発生する中皮腫も体腔内で増殖するため治療の困難ながんである。これまでに、培養細胞においてプラズマ照射が治療として有効なことや、プラズマに対する感受性をあげる因子を明らかにした。今後は、さらなる作用機序の解明並びにがん治療への最適化を図る。さらに、各種動物モデルを用いたプラズマの抗腫瘍効果の評価を検討している。

(2) 再生医療に対するプラズマの応用

丸山 彰一 (名古屋大学大学院医学系研究科・腎臓内科学 准教授)
坪井 直毅 (名古屋大学医学部付属病院・腎臓内科学・講師)

 私たちはヒト皮下脂肪から分化・増殖能の高い低血清培養脂肪由来幹細胞の分離・培養に成功し、各種疾患モデルに対し、再生促進および免疫抑制能を介して高い治療効果を示すことを明らかにした。これら疾患モデルに対しプラズマを併用することでより高い治療効果を得ることを目指す。

(3) プラズマが生体内へ与える影響とその作用機序の解明

豊國 伸哉 (名古屋大学大学院医学系研究科・生体反応病理学 教授)

 プラズマを医療分野で有効に使用するためには、その生物学的作用の原理を解明し、既存の生物学との連続性を保持する必要がある。核酸、タンパク質、脂質へ及ぼす影響を生化学的に解析すると同時に、細胞や動物臓器へのプラズマの影響を形態学的な解析により検討している。これらの多角的解析より、プラズマ照射は局所にヒドロキシラジカルや紫外線などの酸化ストレスを負荷することであることが判明してきた(Okazaki Y et al. J Clin Biochem Nutr 55: 207-15, 2014)。種々のがんでは酸化ストレスが通常より高い状態にあることから(Toyokuni S et al. FEBS Lett 358: 189-91)、目的に応じたプラズマ発生装置の開発に有用なパラメーターを特定することを目指す。

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