網羅的解析に基づく低温プラズマによる新規分子機構の探索

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これまで、脳腫瘍培養細胞U251SPを主な研究対象としてプラズマ活性培養液（PAM）やプラズマ活性乳酸リンゲル液（PAL）による細胞死の細胞内分子機構の研究を進めてきたが、今年度はプラズマ活性溶液による選択的細胞死のモデルとして、乳がん細胞MCF7と乳腺上皮細胞MCF10Aを主な研究対象として、その細胞内分子機構の研究を進めた。まずは、大気雰囲気下で8mLの乳酸リンゲル液を照射距離3mm照射時間5分でプラズマ照射したPALの様々な希釈系列を用意し、MCF10A細胞に対してMCF7細胞を選択的に殺傷するPALの条件を見出した。更に、アルゴン雰囲気下で、フィードガスの条件をアルゴン100%、アルゴン90％＋窒素10％、アルゴン90％＋酸素10％、アルゴン80％＋窒素10％＋酸素10％で作成したPALを用意し、各種希釈系列で選択的殺傷効果を示す条件を探索したところ全ての条件で選択的殺傷効果を示す希釈倍率が存在したが、窒素を加えたPALでは選択的殺傷効果のレンジが拡がることが分かった。以上の結果から、酸素が加わることで、PALの強さを制御し、窒素が加わることで更に選択制を制御しうることが分かった。また、これらのPALの過酸化水素濃度、亜硝酸イオン濃度、pHを測定した結果、酸素が加わることで、過酸化水素の濃度が上昇し、窒素が加わることで、亜硝酸イオンの濃度が上昇するが、酸素と窒素が両方加わることで、過酸化水素濃度と亜硝酸イオン濃度は更に上昇することが分かった。最後に、選択的殺傷効果を示す条件のPALに加え、MCF7とMCF10Aの両方を殺傷する条件のPAL、両方に対して影響を与えない条件のPALを用意し、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、各条件で未照射の乳酸リンゲル液に比べPAL投与により2倍以上発現量が上昇する遺伝子がいくつか同定された。