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メンバー

A03班 足立

計画概要

プラズマ照射に対する細胞応答の分子機構 -安全なプラズマ医療を目指した学術基盤-

内容

プラズマ照射培地(PAM)をがん細胞に負荷した場合の細胞応答とその分子機構について解明した.

1. PAMによるがん細胞アポトーシス機構の解析:PAMやH2O2にてA549細胞を処理した場合,細胞内での活性酸素種(ROS)の産生が確認された.PAMやH2O2の負荷にてA549細胞のミトコンドリア膜電位の低下,アポトーシス抑制因子Bcl2 mRNAの発現低下を観察したが,caspase-3の活性化やcaspase阻害剤添加の細胞生存率への影響は認められなかった.A549細胞ではミトコンドリア傷害とともに,核内のpoly(ADP-ribose) polymerase-1(PARP-1)の活性化,apoptosis inducing factor(AIF)の集積,NAD+量の低下が観察された.一方,ミトコンドリアからのcytochrome Cの流出は検出されなかった.さらに,PARP-1の反応生成物であるpoly(ADP-ribose)の蓄積による細胞膜TRPM2の活性化とそれに起因する細胞内Ca2+濃度の上昇が確認された.以上の結果より,PAMによるA549細胞死はミトコンドリア‒核ネットワークの恒常性破壊を介するcaspase非依存性アポトーシスに依ることが示唆された.

2. プラズマ照射による細胞内亜鉛シグナルの解析:必須微量元素である亜鉛(Zn)は,カルシウムのようなシグナル伝達分子としての作用を有している.細胞内のZnは,通常,亜鉛含有タンパク質に結合し存在していが,酸化ストレスなどの刺激により,亜鉛含有タンパク質から遊離し,細胞死を導くセカンドメッセンジャーとして働く.本研究では, PAMを細胞に曝露したとき,細胞内の遊離Znが増加すること,この遊離亜鉛が細胞のエネルギー障害を引き起こし,細胞を死に至らしめることを明らかにした.

 

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