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ナノ秒パルス高電界による白血球の活性化現象を利用した献血成分の有効活用

利用纳秒脉冲高电场引起的白细胞活化现象，有效利用捐献的血液成分

基本信息

批准号：
21K18732
负责人：
矢野憲一
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18732/
关键词：
ナノ秒パルス高電界生体応答白血球活性化好中球

项目摘要

ナノ秒パルス高電界は、有意な熱の発生を伴わずに高エネルギー状態を達成することができるというユニークな特徴を持つ新技術であり、生命科学をはじめとした幅広い分野での利用が期待されている。本研究ではナノ秒パルス高電界を用いて白血球を効率良く活性化するための電気的・化学的諸条件を検討するとともに、これまでよりも大きな容量のサンプルを処理する方法を確立することを目的としている。昨年度は、ナノ秒パルス高電界の総エネルギーを一定とした上で電界強度と処理回数を変化させることで、白血球活性化に必要な電界強度にしきい値があることを明らかにした。これまでにナノ秒パルス高電界による白血球活性化には細胞外カルシウムの存在が必須であることを示してきたが、本年度は電界強度のしきい値とカルシウムの関連について詳細に検討した。ヒトHL-60細胞を最も主要な白血球のタイプである好中球へと分化させて実験に使用した。細胞を様々な濃度のカルシウム存在下でナノ秒パルス高電界処理し、好中球が活性化された際に誘起される反応である好中球細胞外トラップ形成（NET形成）を解析した。その結果、細胞外カルシウム濃度を上昇させた場合でも、ナノ秒パルス高電界によるNET形成に必要な電界強度のしきい値に大きな違いは生じなかった。このことは、ナノ秒パルス高電界によるNET形成は、カルシウムの細胞内流入と一定以上の電界強度の双方が必要であることを示している。従来、ナノ秒パルス高電界の生体作用はカルシウムの細胞内流入が主要因であるのか、それともカルシウム流入と電気的作用が独立に働いているかについては不明であった。上述の結果は、カルシウム流入とは独立に電気的作用が必要であることを示す重要な新知見と言える。さらに本年度は、より大きな容量のサンプルをナノ秒パルス高電界で処理するための手法について検討を開始している。

High voltage field, intentional heat generation, high voltage state, high voltage characteristics, new technologies, life sciences, wide range of applications, etc. This study is aimed at establishing a method for the treatment of high potential white blood cell activation, high potential white blood cell activation, and high potential white blood cell activation. In the past year, the number of cycles of high electric field was increased, and the number of cycles of high electric field was increased. This year's study of the relationship between the strength of the high voltage field and the existence of the extracellular cell system was carried out in detail. HL-60 cells are the most important leukocytes. In the presence of cell concentration, high potential treatment induced the formation of extracellular net formation (NET formation) in cells. As a result, the extracellular cell concentration increases, and the electrical field strength necessary for the formation of the NET increases. In the case of the formation of NET, the intracellular inflow of NET is necessary for both sides to have a certain electrical strength. The biological effect of high electric field is mainly due to the effect of high electric field and high electric field. The above results show that the role of independent electric power is necessary. This year, we will start to discuss the methods of high-voltage field treatment in order to improve the capacity of high-voltage field.