Experimental research on the biological action of nanosecond pulsed electric fields and its evolving to medical technology

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ナノ秒パルス電界印加の生体に対する影響と応答反応の機序を実験研究し，低侵襲な医用技術に結びつけることを目的に，がん細胞へのナノ秒パルス電界印加実験とナノ秒パルス電界印加による小胞体ストレス応答の誘導実験，およびそのためのパルス電界印加技術とそのシステムの開発を進めた。がん細胞のアポトーシス誘導に関する実験研究においては，細胞懸濁液を対象にパルス電圧を印加する際のパルス電源と細胞懸濁液のインピーダンス整合とそれによる印加電界の上昇を目的に，インピーダンスを低下させたブルームラインパルス形成線路の開発を行い，実験に供した。印加電界は高めることができた。一方，インピーダンス整合についてさらに調整を行う必要があることが分かった。細胞計数装置を導入してパルス電界印加直後の生死細胞を測定し，印加24時間後の細胞生存率の結果と合わせることで，パルス印加実験のプロトコルの改善を行うことができた。その結果，パルス幅20nsのパルス電界がアポトーシスの誘導に適していると推測することができた。小胞体ストレス応答誘導の実験研究においても，新たに前述のブルームラインパルス形成線路を導入して実験を行った。小胞体ストレス応答（UPR）により緑色蛍光タンパク質（Green Fluorescent Protein, GFP）を生成する293A細胞にパルス電界を印加したところ，蛍光観察の結果からはわずかではあるが緑色蛍光の発光が増しているように思われた。一方，マイクロプレートリーダーを用いた蛍光計測からは適切な結果が得られなかった。検討の結果，マイクロプレートリーダーの不調が原因と考えるに至った。