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メンバー

A02班 手老

計画概要

2つの人工脂質膜系を用いたプラズマ誘起活性種の細胞膜透過機構の解明

内容

研究代表者 手老 龍吾 (豊橋技科大 環境・生命工学系 准教授) HP
連携研究者 須田 善行 (豊橋技科大 電気・電子情報工学系 准教授) HP
丹波 之宏 (鈴鹿高専 教養教育科 准教授)  

 

 プラズマ誘起の活性種が、細胞膜にどのように作用して細胞膜を通り抜けるのか、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする(図1)。細胞膜の基本構造である脂質二重膜を人工細胞膜モデルとして用いて、我々は誘電体バリア放電による大気圧プラズマ照射によって脂質二重膜に10 nm~1 µmオーダーのポアが形成されることを見出した。

 固液界面の平面脂質膜である支持脂質二重膜(SLB)と、細胞サイズの球状脂質二重膜である巨大単一膜ベシクル(GUV)の特徴の異なる2種類の人工脂質膜系を相補的に用い、ポア形成と物質透過の詳細な機構を明らかにする。SLB系では膜内のナノスケールの微細構造を、GUV系では内包物の漏出過程を、それぞれ詳細に観察する。

 プラズマ誘起ROS/RNS種のキャラクタリゼーションや特定の活性種の選択的な生成に実績のある本研究領域の研究者との共同研究を進めることで、細胞に対して複合的に効果を発現するROS/RNS種の役割分担を人工脂質膜系を用いて明確にする。目的となる生体分子(脂質、タンパク質、核酸)に応じて活性種を効率良く形成することに繋がると期待できる。

図1 (左) プラズマ誘起活性種が人工細胞膜系に及ぼす効果を明らかにする。

図2 (右) 本研究課題で用いる2つの人工脂質膜系。

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