Selective inactivation of cancer cells by oxygen plasma activated microbubbles

氧等离子体激活微泡选择性灭活癌细胞

• 批准号: 22K03589
• 负责人: 本橋 健次
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03589/
• 关键词: 大気圧プラズマ; マイクロバブル; 活性酸素; がん細胞; 選択的不活化

本研究では，大気圧プラズマを点滴液に照射することにより活性酸素種を発生させ，その活性酸素種を閉じ込めた「活性酸素マイクロバブル点滴液」をがん細胞と正常細胞に添加した際の不活化効率を調べることを目的としている。がん細胞は正常細胞より活発に糖代謝するため酸素消費量も多く，活性酸素に対する不活化効果も高いことが期待される。本年度は実験装置の開発と皮膚がん細胞及び皮膚正常細胞を対象とする実験を行った。最初に，市販のマイクロバブル発生装置の気体吸入部に，低周波高電圧の誘電体バリア放電発生装置を取り付けた装置を開発し，これを用いて活性酸素マイクロバブル点滴液を作成し，それを皮膚がん細胞と皮膚正常細胞に添加した際の細胞生存率をプラズマ照射時間を変えて測定した。しかしながら，マイクロバブルの生成に必要な点滴液の流量に対してプラズマ生成のための酸素流量が少な過ぎたため，マイクロバブルの効果が得られなかった。そこで，酸素マイクロバブルを生成してからプラズマ照射を行うことによって活性酸素を生成する方法に変えて実験したところ，皮膚正常細胞に比べ，約半分のプラズマ照射時間で皮膚がん細胞が不活化されることを確認した。すなわち，正常細胞の2倍の効率でがん細胞を不活化することに成功した。この研究成果は2023年3月の応用物理学会にて「酸素マイクロバブルを導入した大気圧プラズマ活性化乳酸リンゲル液による皮膚がん細胞の不活化」という題目で口頭発表した。一方，当初はあらかじめ大気圧プラズマ照射により発生させた活性酸素種をマイクロバブルに閉じ込める計画であったため，酸素マイクロバブルを生成した後に大気圧プラズマ照射で活性酸素化させるこの方法では，十分な効果は得られないと考えられる。この点を解決する必要がある。

这项研究旨在研究当活性氧通过用大气压等血浆照射活性氧时，而当含有活性氧的“活性氧微生物输注液”中产生，将活性氧添加到癌细胞和正常细胞中。由于癌细胞比正常细胞主动代谢，因此它们会消耗更多的氧气，并且预计对活性氧的失活作用更高。今年，我们开发了一种实验装置，并在皮肤癌细胞和正常皮肤细胞上进行了实验。首先，我们开发了一种设备，其中将低频高压介电屏障发电机连接到市售微泡发生器的气体摄入部分，并使用它来创建活性的氧微生物输注液，并在将其添加到皮肤癌细胞中，而正常的皮肤细胞与不同的质量iNRADIARDIPITION PALIMES添加到皮肤癌细胞中，并将其添加到皮肤癌细胞中。然而，与生成微泡所需的输注液的流速相比，血浆产生的氧气流量太小，并且没有获得微泡的作用。因此，当我们通过产生氧气微泡并辐射血浆来改变产生氧气的方法时，我们确认与正常皮肤细胞相比，在血浆辐射时间的一半时，皮肤癌细胞被灭活。换句话说，我们成功地以正常细胞的效率为两倍。这项研究结果于2023年3月在应用物理学会上口服，标题为“通过大气压力等离子体激活的乳酸林格溶液在皮肤癌细胞中灭活，并注入了氧气微泡”。另一方面，最初的计划是在微泡中提前在大气压力等离子体辐射中产生的活性氧物种，因此这种产生了氧气微泡并通过大气压力等离子体产生活性的氧气的方法将无法提供足够的效果。这需要解决。

项目成果

酸素マイクロバブルを導入した大気圧プラズマ活性化乳酸リンゲル液による皮膚がん細胞の不活化

引入氧气微泡的大气压等离子体激活乳酸林格氏溶液灭活皮肤癌细胞

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮下拓也;艾 子卓;綾部 龍;吉川祥平;加藤和則;本橋健次
• 通讯作者: 本橋健次