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計画研究・公募研究

研究項目A01:医療プラズマエレクトロニクス:

A01-1(計画・堀)

プラズマ活性溶液の開発:A03吉川班との連携研究

点滴(乳酸リンゲル)液にプラズマ照射した活性溶液により抗腫瘍効果を発見し,モデル動物による検証に成功した.(Scientific Reports 6 (2016) 36282.; 特願2014-261364)

<特許>「抗癌剤および輸液とそれらの製造方法ならびに抗癌物質」水野正明、堀勝、吉川史隆、梶山広明、内海史、中村香江、石川健治、竹田圭吾、田中宏昌、加納浩之、特願2014-261364、出願日:2015年12月23日

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プラズマ照射溶液中の活性酸素窒素種の挙動解明:公募近藤班との連携研究

プラズマ活性溶液中の過酸化水素と亜硝酸イオンの相乗的抗腫瘍効果を発見した.(Archives of Biochemistry and Biophysics, 605 (2016) 102 )

プラズマ気相解析:A02池原班との連携研究

∙NOと∙OHの液相反応,H2O2生成過程を解明した.(Journal of Physics: Applied Physics 50 (2016) 155201 )

A01-2(計画・節原)

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プラズマ照射溶液中の活性酸素・活性窒素生成制御法の開発:A03計画・田中班,A03公募・池田班との連携研究

プラズマ照射状態の制御により溶液中の活性酸素と活性窒素生成量を制御可能であることを明らかにした.(Journal of Appllied Physics 120 (2016) 203302 )

高密度高周波プラズマジェットの開発

長尺かつ高密度の高周波低温プラズマジェットの開発に成功した.(特願 2017-68320, 2017)

<特許>「プラズマ発生装置及びこれを用いたプラズマ生成方法」節原裕一,内田儀一郎,竹中弘祐,特願2017-68320,出願日:2017年3月30日

A01-3(計画・金子)

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低侵襲・高効率プラズマ薬剤(遺伝子)導入と導入因子の同定:A01 公募・神野班との連携研究

電極構造を制御した大気圧プラズマ装置を用いて,細胞直上でプラズマを生成することで,高細胞生存率 (>90%)・高導入効率 (>50%)を達成した.(Journal of Physics D: Applied Physics 49 (2016) 334002 )

プラズマ活性化イオンチャネルを介した薬剤(遺伝子)導入の機序解明:

プラズマ間接照射による薬剤導入は,数分程度の寿命を持つ活性種によって引き起こされた,イオンチャネルが介在する細胞膜輸送であることを初めて実験的に示した.(Scientific Reports 6 (2016) 25728; JSTサイエンスニュース 2016)

A01-4(公募・神野)

低侵襲遺伝子導入因子の同定:

プラスミドなどの巨大分子導入時には,プラズマの電気的要因とROSなどの化学的要因のどちらか一方のみでは導入がなされず,これらの要因のシナジー効果が必須であることを解明した.(Plasma Sources Science Technology (2017) in press) 

 

研究項目A02:プラズマ分子生物科学

A02-1(計画・水野)

プラズマで生成した活性種による細胞応答メカニズムの解明:A01 公募・近藤班と連携

プラズマで生成した活性種の細胞壁と細胞膜を損傷して細胞内へ侵入し,アポトーシスなどの細胞応答を惹起することが,多様なモデルにおいて共通の事象であることを明らかにした.(Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, 60 (2017) 12 )

A02-2(計画・池原) 

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プラズマを利用したタンパク質膜形成技術の開発: A01計画・堀班,A02公募・秋元班と連携

プラズマによる血液凝固は,血液の主たる構成成分である赤血球や血漿主成分のアルブミンやイムノグロブリンまでも固化して膜状構造を形成することを明らかにした.プラズマ処置によってナノ~サブミクロンサイズのタンパク質粒子形成を介して膜状構造の成長を実現した.(Plasma Processes and Polymers, 12 (2015) 1348)

<特許>「タンパク質膜の製造方法」池原譲,池原早苗,榊田創,秋元義弘,堀勝,石川健治 特願2014-102455, 出願日2014年5月16日

A02-3 (公募・上田)

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分子イメージング技術を用いたプラズマ-生体組織相互作用の解明: A01計画・堀班,A02計画・池原班との共同研究

低温プラズマ照射止血装置と熱凝固止血装置をそれぞれ用いて止血した組織の炎症の回復過程について,生体分子イメージング技術を用いた非侵襲的評価を世界で初めて実施した.熱凝固装置による止血は,処置15日後においても炎症が残存して炎症イメージングプローブである18F-FDGの集積を認めるのに対し,低温プラズマ止血では処置後5~10日後には消失することを明らかにした.(Plasma Processes and Polymers, 12 (2015) 1338)

A02-4 (公募・内田)

生体膜における酸素活性種浸透の解明

古典的分子動力学法を用いて10 nsの軌跡計算を行い,脂質二重膜内外における各酸素活性種の存在確率を明らかにした.親水性であるOHとH2O2は膜表面に多く分布していたが,疎水性のOとO2は膜の中心部に蓄積した.脂肪酸鎖の近傍にまで浸透していた HO2はOHよりも親水性が低いとみられる.また,イオンであるO2-は,膜界面に対するクーロン力によって反発し,膜外部の水層に広く分布する.(6th Int. Conf. Plasma Medicine, (2016))

A02-5 (公募・秋元)

プラズマを用いた皮膚創傷処理で出現する膜状構造物の解明: A01計画・堀班,A02計画・池原班との共同研究

低温プラズマ照射した創傷皮膚は,表層にアルブミン,フィブリンやガレクチン-1, -2, -3などが凝集して膜状構造物が形成することを超微形態学的に明らかにした.(Archives of Biochemistry and Biophysics, 605 (2016) 86)

A02-6 (公募・西原)

プラズマ照射のマウスES 細胞の分化における影響とその機構の解明:A02公募・浜口班との共同研究

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ES細胞へのプラズマ照射は,エピブラストへの分化を促進し,それに続く中胚葉と内胚葉分化の抑制,外胚葉から神経分化を促進した.プラズマ照射で培地中に生じたH2O2は,FGFシグナルを活性化して神経分化を促進し,Wntシグナルを抑制して中胚葉と内胚葉分化を低下させることを明らかにした. (J. Phys. D: Appl. Phys. 49 (2016) 165401) 

<特許>「胚様体を外胚葉へと分化誘導する方法」西原祥子,三浦太一,浜口智志 特願2015-231156 出願日:2015年11月26日 

A02-7 (公募・片岡)

大気圧プラズマを用いた生体組織内での幹細胞誘導とスフェア形成技術: A01計画・堀班,A02計画・池原班との共同研究

ラット中枢神経組織への大気圧プラズマの照射は,照射部位近傍において組織再生を誘導する再生面を形成することを発見した.培養評価では,スフェア形成など多分化能を有する幹細胞の誘導を確認でき,ニューロン・オリゴデンドロサイト・アストロサイトなどの中枢神経細胞を得ることができた.(6th Int. Conf. Plasma Medicine, 2016)

<特許>「大気圧プラズマを用いた生体組織内での幹細胞誘導とスフェア形成技術」片岡洋祐・大和正典・田村泰久・中野真行・堀勝・石川健治・池原譲,特願2016-170285,2016年8月31日

 

研究項目A03:プラズマ臨床科学「使う」:

A03-1 (計画・吉川)

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プラズマ感受性を作用する因子の解明:A01計画・堀班との共同研究

プラズマ感受性を左右する細胞内の重要な因子として触媒性2価鉄やアスコルビン酸の作用を中皮腫細胞株の結果から明らかにした.(Archives of Biochemistry and Biophysics, 605 (2016) 109)

プラズマ活性点滴の開発:A01計画・堀班との共同研究

プラズマ照射した点滴液による卵巣癌および脳腫瘍に対する抗腫瘍効果をin vitroおよびin vivoで確認し,プラズマ活性乳酸リンゲル液の抗腫瘍効果に関係する成分が,乳酸ナトリウムであることを明らかにした.(中日新聞 2016)

プラズマ活性培養液による抗癌剤耐性卵巣癌の殺傷に成功:A01計画・堀班との共同研究

名古屋大学が独自に開発したプラズマ活性培養液(PAM)が抗癌剤耐性卵巣癌にも抗腫瘍効果を発揮することをin vitroおよびin vivoで明らかにした.(中日新聞 2013)

A03-2 (計画・平田)

プラズマ吸入による心疾患(心筋梗塞)の緩和治療に成功

プラズマ吸入による心疾患の治療に向けて,心筋梗塞を発症させたモデルラットへのプラズマ吸入を行い,その後の血圧の降下,経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2),血液中NO濃度の増加を確認し,治療可能性が飛躍的に前進した.(Japanese Journal of Appllied Physics 53 (2014) 010302)

A03-3 (公募・足立)

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PAMのがん細胞アポトーシス増幅機構の解明:A01計画・堀班との共同研究

がん細胞にプラズマ活性培養液(PAM)を負荷した場合,細胞内ROS産生,ミトコンドリア膜電位の低下,核ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ(PARP)-1活性化を介したカスパーゼ非依存性アポトーシスが誘導されること,また,PAM中の活性粒子としてはH2O2の関与が大きいことを明らかにした.(Free Radical Biology Medicine 79 (2015) 28)

A03-4 (公募・池田):A01,A02と共同研究

プラズマによる腫瘍幹細胞の制御に成功:A01計画・堀班,A02計画・池原班,A03計画・吉川班との共同研究

プラズマによる抗腫瘍効果が,腫瘍幹細胞と非腫瘍幹細胞にともに同程度認められ,担癌マウスを用いてもプラズマ投与群の方が非投与群と比較して高い抗腫瘍効果を示す傾向が認められ,腫瘍幹細胞の制御に成功した.(Plasma Process Polymers, 12 (2015) 1370)

A03-5 (公募・横山)

プラズマ照射の効果に基づく住血性原虫の新制御法の確立:A01計画・堀班,A02計画・池原班,A02公募・秋元班との共同研究

トリパノソーマ原虫を試験管内で培養物に直接プラズマ処理に供しても,プラズマ処理培地で間接的に原虫を培養しても,トリパノソーマの増殖は有意に阻害され,住血性原虫の増殖制御の可能性を示した.(6th Int. Conf. Plasma Medicine, 2016)

A03-6 (公募・大矢根)

インプラント高機能化のためのリン酸カルシウム迅速成膜技術の開発

種々の歯科・整形外科用インプラント材へのリン酸カルシウム成膜技術において,プラズマ加工による基材の表面構造変化・液相からのリン酸カルシウム形成機構を明らかにした.(Journal of Material Chemistry B, 4 (2016) 6289)

 

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