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

基于综合分析利用低温等离子体寻找新的分子机制

• 批准号: 21H01072
• 负责人: 田中 宏昌
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01072/
• 关键词: プラズマ生命科学; プラズマ活性溶液; 低温プラズマ; プラズマ活性乳酸リンゲル液; 遺伝子発現; マイクロアレイ

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。

The study of intracellular molecular mechanism of cell death in culture cells U251SP and breast epithelial cells MCF7 and MCF10A was carried out in PAM and PAL. Progress in the study of intracellular molecular mechanisms. 8mL of lactic acid solution was irradiated at a distance of 3mm for 5 minutes at high temperature. The PAL conditions for selective killing of MCF10A cells and MCF7 cells were described. In addition, under various conditions, such as 100%, 90%+10%, 90%+10%, 80%+10%+10%, etc., PAL is used to explore the killing effect conditions of various types of selected products. The result of the attack was that the enemy was killed. The above results show that the acid content is increased, the PAL content is strengthened, and the PAL content is increased. The concentration of peracidified water in PAL, the concentration of nitric acid, the measurement results of pH, the increase of acid, the increase of peracidified water concentration, the increase of nitric acid concentration, the increase of acid, the increase of nitric acid concentration, the increase of peracidified water concentration and the increase of nitric acid concentration. Finally, select the PAL effect of the kill condition, MCF7 and MCF10A, select the PAL effect of the kill condition, select the PAL effect, select the PAL effect, select the PAL effect, As a result, under all conditions, the amount of lactic acid in the unirradiated solution increased by more than 2 times compared with that in the PAL solution.

项目成果

Comprehensive analyses revealed the differences of cell death mechanisms between PAM- and PAL-treated glioblastoma.

综合分析揭示了 PAM 和 PAL 治疗的胶质母细胞瘤细胞死亡机制的差异。

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiromasa Tanaka;Masaaki Mizuno;Kenji Ishikawa;Hiroshi Hashizume;Yasumasa Okazaki;Shinya Toyokuni;Kae Nakamura;Hiroaki Kajiyama;Fumitaka Kikkawa;and Masaru Hori
• 通讯作者: and Masaru Hori

Plasma-driven science for emerging plasma-processing technologies

新兴等离子体处理技术的等离子体驱动科学

• 发表时间: 2023
• 作者: Kenji Ishikawa;Hiromasa Tanaka;Hirokazu Hara;Shin-ichi Kondo;Masafumi Ito;Kazunori Koga;Masaharu Shiratani;and Masaru Hori
• 通讯作者: and Masaru Hori

大気圧プラズマ源の構造の違いが中性ラジカル生成密度に及ぼす影響

常压等离子体源结构差异对中性自由基产生密度的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 杉江 恭輔;呉 準席;田中 宏昌;堀 勝;伊藤 昌文
• 通讯作者: 伊藤 昌文

Molecular mechanisms of cell death by plasma-activated solutions in glioblastoma cells

胶质母细胞瘤细胞中等离子体激活溶液导致细胞死亡的分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiromasa Tanaka;Masaaki Mizuno;Kenji Ishikawa;Camelia Miron;Hiroaki Kajiyama;Shinya Toyokuni;Masaru Hori
• 通讯作者: Masaru Hori

Non-thermal plasma-induced DMPO-OH yields hydrogen peroxide

• DOI: 10.1016/j.abb.2021.108901
• 发表时间: 2021-05-11
• 期刊: ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS
• 影响因子: 3.9
• 作者: Okazaki, Yasumasa;Tanaka, Hiromasa;Toyokuni, Shinya
• 通讯作者: Toyokuni, Shinya