Development of "super-bio-functions" by plasma-activated biological substances

等离子体激活生物物质开发“超级生物功能”

• 批准号: 19H05462
• 负责人: 堀 勝
• 金额: $ 386.13万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-23 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05462/
• 关键词: ラジカル; 低温プラズマ; プラズマ活性溶液; プラズマ活性乳酸リンゲル液; プラズマ医療; プラズマ農業; 超バイオ機能; 活性種; プラズマ活性乳酸リンゲル

我々は、これまでにNMRやLC-MS/MSの実験手法を用いて、プラズマ活性乳酸リンゲル液（PAL）の主成分として、酢酸、ギ酸、ピルビン酸、2,3-ジメチル酒石酸、グリオキシル 酸を同定し、2,3-ジメチル酒石酸は正常細胞に対してがん細胞を選択的に殺傷することやグリオキシル酸はがん細胞に対しても正常細胞に対しても細胞毒性を示すことを見出していたが、令和4年度には更に、NMR、ESR、GC-MS、LC-MS/MSなどを駆使して、それらの有機物がどのような反応機構により生成されるのかを明らかにし専門雑誌Plasma Processes and Polymersに論文を公表した。更に完全閉鎖系で様々な条件で作製したPALの詳細なLC-MS/MSを用いた解析により、新たなPALの成分として酢酸エチル（EA）、グリセリン酸（GA）、トリカルバリル酸（TCA）が同定され、EAとGAとTCAを組み合わせ的に処理することにより、MCF10A正常乳腺上皮細胞に対してMCF7乳がん細胞を選択的に殺傷することが分かった（論文投稿中）。プラズマ活性酢酸リンゲル液に関する成分解析を行い、その成果をまとめた論文が2023年4月3日にFree Radical Researchに受理された。また九州大学との共同研究によりPALの遺伝毒性を評価することにより細胞毒性を示すが遺伝毒性を示さないPALの作製に成功し、専門雑誌Genes and Environmentに論文公表した。また、これまでの積年の成果をまとめ、“Radical-controlled plasma process”と題した120ページにわたる大作レビュー論文をReviews of Modern Plasma Physicsに掲載した。

The main components of PAL were identified as acetic acid, citric acid, hydrochloric acid, 2,3-methyltartaric acid, and 2,4-dimethylbenzoic acid. 3-methyl tartaric acid for normal cell selection, cytotoxicity, NMR, ESR, GC-MS, LC-MS/MS for normal cell selection The organic compounds in the Plasma process and Polymers were produced in the open air. In addition, the LC-MS/MS analysis of PAL in detail, the composition of PAL, EA, GA and TCA, and the combination of EA, GA and TCA were analyzed in detail. The analysis of MCF10A normal breast epithelial cells and MCF7 breast cells was carried out in detail (paper submitted). The results of the analysis of the components of the active acid solution were accepted by Free Radical Research on April 3, 2023. A joint study conducted by Kyushu University on the toxicity of PAL was conducted. "Radical-controlled plasma process" and "Review of Modern Plasma Physics"

项目成果

Plasma-activated medium promotes autophagic cell death along with alteration of the mTOR pathway

• DOI: 10.1038/s41598-020-58667-3
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Scientific Reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: N. Yoshikawa;Wenting Liu;Kae Nakamura;Kosuke Yoshida;Y. Ikeda;Hiromasa Tanaka;M. Mizuno;S. Toyokuni;M. Hori;F. Kikkawa;H. Kajiyama

Immunostimulatory Effect of Plasma-Activated Solutions in the Intraperitoneal Environment of Ovarian Cancer

等离子体激活溶液在卵巢癌腹膜内环境中的免疫刺激作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Kae Nakamura;Kazuya Sugiyama;Nobuhisa Yoshikawa;Masato Yoshihara,Tetsuya Matsukawa;Hiromasa Tanaka;Masaaki Mizuno;Shinya Toyokuni;Masaru Hori and Hiroaki Kajiyama
• 通讯作者: Masaru Hori and Hiroaki Kajiyama

Various approaches of cold plasma treatment to brewer’s rice plant for improvement of grain quality

冷等离子体处理啤酒稻厂改善米质的多种方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroshi Hashizume;Hidemi Kitano;Hiroko Mizuno;Akiko Abe;Kaoru Sanda;Genki Yuasa;Satoe Tohno;Shih-Nan Hsiao;Hiromasa Tanaka;Kenji Ishikawa;Shogo Matsumoto;Hitoshi Sakakibara;Yoji Hirosue;Masayoshi Maeshima;Masaaki Mizuno;Masaru Hori
• 通讯作者: Masaru Hori

Cytotoxicity of plasma-irradiated lactate solution produced under atmospheric airtight conditions and generation of the methyl amino group

在大气密闭条件下产生的等离子体照射的乳酸盐溶液的细胞毒性和甲基氨基的产生

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac6360
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Ito Daiki;Iwata Naoyuki;Ishikawa Kenji;Nakamura Kae;Hashizume Hiroshi;Miron Camelia;Tanaka Hiromasa;Kajiyama Hiroaki;Toyokuni Shinya;Mizuno Masaaki;Hori Masaru
• 通讯作者: Hori Masaru

Biocompatibility of conformal silicon carbide on carbon nanowall scaffolds

碳纳米壁支架上保形碳化硅的生物相容性

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac9319
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Ono Koki;Koide Takashi;Ishikawa Kenji;Tanaka Hiromasa;Kondo Hiroki;Sugawara-Narutaki Ayae;Jin Yong;Yasuhara Shigeo;Hori Masaru;Takeuchi Wakana
• 通讯作者: Takeuchi Wakana