帯電液滴重畳反応性プラズマジェットによる高分子薬剤の高効率細胞内導入

利用带电液滴叠加反应等离子体射流高效地将聚合物药物引入细胞内

基本信息

批准号：
15J01427
负责人：
佐々木渉太
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01427/
关键词：
大気圧プラズマ HEPES 水酸基ラジカルスーパーオキシドアニオンラジカルペルオキシナイトライト TRPチャネル薬剤導入細胞膜輸送過酸化水素ライブイメージングカルシウムイオンチャネルレーザー誘起蛍光法

项目摘要

本研究では，帯電液滴重畳反応性プラズマジェットによる高分子薬剤の高効率細胞内導入実現を目的として，大気圧プラズマ照射が誘発する薬剤（遺伝子，タンパク質，抗がん剤）の細胞膜輸送機構を明らかにする実験を行った結果，以下のことを明らかにした．１．大気圧プラズマ照射HEPES緩衝生理食塩水（HBS）中に形成される化学反応系の理解: 前年度までに，プラズマ直接照射中にはOHラジカルが支配的に生成されることを明らかにしていた．今年度は，OHラジカルの主な反応相手として溶液に多量に含まれる有機物であるHEPESに着目して，化学反応系の理解を試みた．HEPES酸化物のESR測定及び各種選択的化学プローブによる検討の結果，プラズマ照射HBS中では，HEPESのラジカル化が持続的に起きており，数分に亘ってO2－/ONOO－といった短寿命活性種の低ドーズ放出が起きていることが示された．２．プラズマ照射HBS中の持続的O2－/ONOO－生成が誘導する細胞膜輸送の測定: 前年度までに，プラズマ照射HBSがTRPチャネル介在性の薬剤模擬分子摂取を誘導することを明らかにしていたが，上記のO2－/ONOO－との関連を調べた． O2-の不均化酵素であるスーパーオキシドディスムターゼを用いて，O2－が関わる反応系の関与を見出した．さらに，既存のONOO-ドナーであるSIN-1の添加によって，プラズマと同等の効果を得たことから，主要な作用因子はO2－/ONOO－である可能性が極めて高いと結論付けた．以上より，本研究では，第一にHBSに大気圧プラズマを照射することで，従来法に比べ極めて低いコスト（1/10000以下）でO2－/ONOO－を数分間に亘って供給する特異な反応系を形成できることを発見した．第二に，この反応系を細胞に作用させることで，TRPチャネル介在性薬剤摂取を促進可能であることを実証した．

在这项研究中，我们进行了一项实验，以阐明由大气压力等离子体辐射引起的药物（基因，蛋白质，抗癌剂）的细胞膜转运的机制，目的是实现高效的细胞内聚合物药物的细胞内引入，使用带电的液滴液滴液滴压力的反应性等离子体式的反应系统，并揭示了下面的反应系统：1。缓冲盐水（HBS）：到上一年，已经揭示了在直接等离子体辐照过程中主要产生的OH自由基。今年，我们试图通过专注于Hepes来理解化学反应系统，这是一种有机物质，该物质是溶液中大量的有机物质，作为OH自由基的主要反应伴侣。 HEPES氧化物的ESR测量和使用各种选择性化学探针进行的研究表明，HEPES激进化在血浆辐射的HBS中连续发生，并且低剂量的短寿命活性物种（如O2/ONOO）发生了几分钟。 2。在血浆辐照的HBS中持续的O2-/ONOO生成引起的质膜转运的测量：直到上一年，据透露，血浆辐射的HBS HBS诱导TRP通道介导的药物模拟药物模拟分子的摄取，并与上述O2-/OnOONOOO-ONOOO-ONOOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONOO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO-ONEO。使用超氧化物歧化酶（O2-的酶不成比例化酶），我们发现涉及O2-的反应系统的参与。此外，自从现有的onoo-donor sin-1添加与等离子体相似的效果以来，它得出的结论是，主体可能是O2-/onoo-onoo-。从上面的研究中，这项研究首先发现，通过用大气压力等离子体照射HB，与常规方法相比，可以以非常低的成本（小于1/10,000）形成一个独特的反应系统，可以形成几分钟。其次，我们证明，通过在细胞上作用于该反应系统，可以促进TRP通道介导的药物摄入。

项目成果

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Roles of charged particles and reactive species on cell membrane permeabilization induced by atmospheric-pressure plasma irradiation

DOI：
10.7567/jjap.55.07lg04
发表时间：
2016-06
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
S. Sasaki;M. Kanzaki;Yutaro Hokari;Kanako Tominami;T. Mokudai;H. Kanetaka;T. Kaneko
通讯作者：
S. Sasaki;M. Kanzaki;Yutaro Hokari;Kanako Tominami;T. Mokudai;H. Kanetaka;T. Kaneko

Activation of Sensory Channels in Cell Membrane Using Plasma-Generated Reactive Species

使用等离子体产生的反应物质激活细胞膜中的感觉通道

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Sasaki;M. Kanzaki and T. Kaneko
通讯作者：
M. Kanzaki and T. Kaneko

細胞膜輸送制御に向けたプラズマ誘起活性種・電位分布計測

用于控制细胞膜运输的等离子体诱导的活性物质/电势分布测量

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
NOBUTAKA HIRAOKA;TAOTAKA KIKKAWA;KATSUO SASAHARA;and KAZUYA ITOH;金子俊郎，佐々木渉太，立川正憲，神崎展;笹原克夫，伊藤和也，吉川直孝，平岡伸隆，土佐信一，大類光平，板山達至;T. Kaneko，S. Sasaki，K. Takashima，and M. Kanzaki;笹原克夫，伊藤和也，吉川直孝，平岡伸隆，土佐信一，大類光平，板山達至;T. Kaneko，S. Sasaki，K. Takashima，and M. Kanzaki;笹原克夫;T. Kaneko，S. Sasaki，M. Kawashita，and M. Kanzaki;笹原克夫，吉川直孝，平岡伸隆，伊藤和也;伊藤和也，吉川直孝，平岡伸隆，笹原克夫;笹原克夫，吉川直孝，平岡伸隆，伊藤和也;佐々木渉太，保苅雄太郎，高島圭介，熊田亜紀子，神崎展，金子俊郎
通讯作者：
佐々木渉太，保苅雄太郎，高島圭介，熊田亜紀子，神崎展，金子俊郎

Interaction between Plasma-activated Calcium Ion Channel and Uptake of Drug-simulated Molecule

血浆激活钙离子通道与药物模拟分子摄取之间的相互作用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Sasaki;K. Kikuchi;M. Kanzaki and T. Kaneko
通讯作者：
M. Kanzaki and T. Kaneko

薬剤導入に寄与するプラズマ照射溶液中活性種の探究

探索等离子体辐照溶液中有助于药物引入的活性物质

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Naoki Iwarta;Katsuo Sasahara;and Satoshi Watanabe;本田竜介，保苅雄太郎，佐々木渉太，神崎展，佐藤岳彦，金子俊郎;佐々木渉太，鄭悦星，本田竜介，高島圭介，神崎展，金子俊郎;鄭悦星，佐々木渉太，神崎展，金子俊郎
通讯作者：
鄭悦星，佐々木渉太，神崎展，金子俊郎

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佐々木渉太其他文献

Waveform characterization of ultrashort pulses

超短脉冲的波形表征

DOI：
发表时间：
2015
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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
T. Fuji

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DOI：
发表时间：
2016
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影响因子：
0
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通讯作者：
金子俊郎

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发表时间：
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期刊：
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0
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通讯作者：
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通讯作者：
佐々木渉太