非平衡大気圧プラズマを用いた癌細胞の不活化に関する研究

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本研究ではプラズマ装置を用いて、近年死因の37%以上を占めるようになった癌(悪性腫瘍)に対する治療効果を評価し、その分子機構を解明することを目的とした。実験には堀・関根研究室で独自に開発された高電子密度の大気圧プラズマ発生装置を用い、人体に害のないアルゴンガスを用いて非平衡大気圧プラズマを発生させた。サンプルは名古屋大学医学系研究科産婦人科との共同研究により、卵巣上皮性悪性腫瘍を用いた。細胞種の特異性を排除するため実験には細胞を2種類使用した。昨年度の研究では、我々の開発した大気圧プラズマ装置を用いて卵巣癌細胞の殺傷に成功した。このときプラズマ照射による培養液のpH、温度の変化は、ほとんど見られなかった。細胞の評価にはMTSアッセイを用いた。Arガスのみの照射やクリーンベンチ内に静地した細胞を通常状態と考え、プラズマ照射後の細胞と比較した。本年度は、正常細胞への影響を調査するため、正常細胞としてヒトの中皮細胞と線維芽細胞を用い、これらに対して癌細胞と同様にプラズマ照射を行った。その結果、正常細胞に影響を与えずに卵巣癌細胞を殺滅できる条件を見出した。また、卵巣癌細胞が死滅する分子機構の解明を目指し、FACSとWestern Blottingをおこなった。FACSによる細胞染色数の分布から、プラズマ照射後の癌細胞は通常状態の細胞と比較して、PIには染色されずAnnexine V染色されている細胞の割合が6～8倍に増加して、ネクローシスではなくアポトーシスしている可能性が示唆された。Western Blottingをもちいたアポトーシスシグナル検出により、プラズマ照射後の癌細胞だけはCleaved-PARPがはっきりと発現しており、プラズマによる癌細胞の不活化要因が、アポトーシスであることがわかった。以上の結果より、我々が開発したプラズマ装置を「卵巣癌細胞を選択的に殺傷する卵巣癌治療装置」として提案した。これらの成果を論文としてまとめ、2月24日付でApplied Physics Lettersに受理された。