2025/12/18 更新

写真a

カサイ　シゲノブ
葛西　重信
Kasai Shigenobu
所属
工学部 電気電子工学課程 教授
ホームページ
http://kaken.nii.ac.jp/d/r/70342730.ja.html
外部リンク

研究キーワード

  • 活性酸素種

  • サイトカインアッセイ

  • インピーダンス計測

  • 細胞機能計測用デバイス

  • バイオ素子

  • 呼吸バースト評価

  • SECM(走査型電気化学顕微鏡)

研究分野

  • ナノテク・材料 / グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学

  • ライフサイエンス / 薬系衛生、生物化学

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / バイオ機能応用、バイオプロセス工学

経歴

  • 東北工業大学大学院 工学研究科電子工学専攻

    2018年4月 - 現在

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  • 東北工業大学   環境情報工学専攻   教授

    2010年4月 - 2018年3月

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  • 東北工業大学   環境情報工学科   准教授

    2007年

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所属学協会

委員歴

  • 日本ポーラログラフ学会   評議員  

    2020年4月 - 2025年3月   

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  • 公益社団法人電気化学会 東北支部   幹事  

    2018年4月 - 現在   

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  • 公益社団法人電気化学会   理事  

    2018年4月 - 2020年3月   

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  • 電気化学会   代議員  

    2012年4月 - 2017年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本生体医工学会   ME技術教育委員  

    2011年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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職務実績

  • 入試部委員会　次長（副委員長）

    2012年4月 - 2016年3月

  • 環境情報工学専攻 専攻長

    2011年4月 - 2017年3月

  • 学生部委員会　次長（副委員長）

    2009年4月 - 2012年3月

論文

  • Scanning Electrochemical Microscopy-Somatic Cell Count as a Method for Diagnosis of Bovine Mastitis 査読

    Shigenobu Kasai, Ankush Prasad, Ryoma Kumagai, Keita Takanohashi

    Biology   11 ( 4 )   549   2022年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：MDPI AG  

    The method to diagnose mastitis is generally the somatic cell count (SCC) by flow cytometry measurement. When the number of somatic cells in raw milk is 2.0 × 105 cells/mL or more, the condition is referred to as mastitis. In the current study, we created a milk cell chip that serves as an electrochemical method that can be easily produced and used utilizing scanning electrochemical microscopy (SECM). The microelectrode present in the cell chip scans, and the difference between the oxygen concentration near the milk cell chip and in bulk is measured as the oxygen (O2) reduction current. We estimated the relationship between respiratory activity and the number of somatic cells in raw milk as a calibration curve, using scanning electrochemical microscopy-somatic cell count (SECM-SCC). As a result, a clear correlation was shown in the range of 104 cells/mL to 106 cells/mL. The respiration rate (F) was estimated to be about 10–16 mol/s per somatic cell. We also followed the increase in oxygen consumption during the respiratory burst using differentiation inducer phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) as an early stage of mastitis, accompanied with an increase in immune cells, which showed similar results. In addition, we were able to discriminate between cattle with mastitis and without mastitis.

    DOI： 10.3390/biology11040549

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  • Reactive Oxygen Species Imaging in U937 Cells 査読

    Ankush Prasad, Michaela Sedlářová, Anastasiia Balukova, Alina Ovsii, Marek Rác, Michal Křupka, Shigenobu Kasai, Pavel Pospíšil

    Frontiers in Physiology   11   2020年10月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Frontiers Media SA  

    DOI： 10.3389/fphys.2020.552569

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  • Real-time imaging of photosynthetic oxygen evolution from spinach using LSI-based biosensor 査読 国際誌

    Shigenobu Kasai, Yamato Sugiura, Ankush Prasad, Kumi Y. Inoue, Teruya Sato, Tomohiro Honmo, Aditya Kumar, Pavel Pospíšil, Kosuke Ino, Yuka Hashi, Yoko Furubayashi, Masahki Matsudaira, Atsushi Suda, Ryota Kunikata, Tomokazu Matsue

    Scientific Reports   9 ( 1 )   12234 - 12234   2019年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    The light-driven splitting of water to oxygen (O2) is catalyzed by a protein-bound tetra-manganese penta-oxygen calcium (Mn4O5Ca) cluster in Photosystem II. In the current study, we used a large-scale integration (LSI)-based amperometric sensor array system, designated Bio-LSI, to perform two-dimensional imaging of light-induced O2 evolution from spinach leaves. The employed Bio-LSI chip consists of 400 sensor electrodes with a pitch of 250 μm for fast electrochemical imaging. Spinach leaves were illuminated to varying intensities of white light (400-700 nm) which induced oxygen evolution and subsequent electrochemical images were collected using the Bio-LSI chip. Bio-LSI images clearly showed the dose-dependent effects of the light-induced oxygen release from spinach leaves which was then significantly suppressed in the presence of urea-type herbicide 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU). Our results clearly suggest that light-induced oxygen evolution can be monitored using the chip and suggesting that the Bio-LSI is a promising tool for real-time imaging. To the best of our knowledge, this report is the first to describe electrochemical imaging of light-induced O2 evolution using LSI-based amperometric sensors in plants.

    DOI： 10.1038/s41598-019-48561-y

    PubMed

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    その他リンク： http://www.nature.com/articles/s41598-019-48561-y

  • 鉄ポルフィリン修飾電極を用いたデュアル型O2−•/NOセンサの構築 査読

    松岡 涼, 小林 ちひろ, 黒澤 覚久, 鈴木 美咲, 中山 映里, 髙橋 明美, 青柳 重夫, 相川 達男, 近藤 剛史, 葛西 重信, 湯浅 真

    BUNSEKI KAGAKU   67 ( 9 )   511 - 517   2018年9月

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  • A Reactive Oxygen/Nitrogen Species Sensor Fabricated from an Electrode Modified with a Polymerized Iron Porphyrin and a Polymer Electrolyte Membrane 査読

    MATSUOKA Ryo, KOBAYASHI Chihiro, NAKAGAWA Atsushi, AOYAGI Shigeo, AIKAWA Tatsuo, KONDO Takeshi, KASAI Shigenobu, YUASA Makoto

    Analytical Sciences   33 ( 8 )   911 - 915   2017年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：社団法人 日本分析化学会  

    We have developed an electrochemical reactive oxygen/nitrogen species sensor that can detect superoxide anion radicals (O<sub>2</sub><sup>&minus;&bull;</sup>) and nitric oxide (NO). The reactive oxygen/nitrogen species sensor was fabricated by surface modification of an electrode with polymerized iron tetrakis(3-thienyl)porphyrin (FeT3ThP), and it can detect either O<sub>2</sub><sup>&minus;&bull;</sup> or NO by switching the applied potential. Furthermore, we fabricated a sensor with improved selectivity by coating a Nafion<sup>&reg;</sup> film onto the poly(FeT3ThP)-modified electrode. An interference current caused by NO<sub>2</sub><sup>&minus;</sup> was seen for the poly(FeT3ThP)-modified electrode, while the interference current was significantly reduced at the Nafion<sup>&reg;</sup>/poly(FeT3ThP)-modified electrode, leading to improved selectivity for NO detection. The current response at the Nafion<sup>&reg;</sup>/poly(FeT3ThP)-modified electrode exhibited good linearity in the O<sub>2</sub><sup>&minus;&bull;</sup> and NO concentration ranges 1.3 &ndash; 4.1, and 0.5 &ndash; 10 &mu;M, respectively. The Nafion<sup>&reg;</sup>/poly(FeT3ThP)-modified and poly(FeT3ThP)-modified electrodes are highly versatile, because these electrodes can detect either O<sub>2</sub><sup>&minus;&bull;</sup> or NO by switching the applied potential. Since the Nafion<sup>&reg;</sup>/poly(FeT3ThP)-modified and poly(FeT3ThP)-modified electrodes contain no bio-derived compounds, the reactive oxygen/nitrogen species sensor should be safe even when it is used <i>in vivo</i>.

    DOI： 10.2116/analsci.33.911

    CiNii Research

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  • Real-time monitoring of superoxide anion radical generation in response to wounding: electrochemical study 査読

    Ankush Prasad, Aditya Kumar, Ryo Matsuoka, Akemi Takahashi, Ryo Fujii, Yamato Sugiura, Hiroyuki Kikuchi, Shigeo Aoyagi, Tatsuo Aikawa, Takeshi Kondo, Makoto Yuasa, Pavel Pospíšil, Shigenobu Kasai

    PeerJ   5   e3050 - e3050   2017年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：PeerJ  

    <sec>
    <title>Background</title>
    The growth and development of plants is deleteriously affected by various biotic and abiotic stress factors. Wounding in plants is caused by exposure to environmental stress, mechanical stress, and via herbivory. Typically, oxidative burst in response to wounding is associated with the formation of reactive oxygen species, such as the superoxide anion radical (O<sub>2</sub><sup>•−</sup>), hydrogen peroxide (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) and singlet oxygen; however, few experimental studies have provided direct evidence of their detection in plants. Detection of O<sub>2</sub><sup>•−</sup> formation in plant tissues have been performed using various techniques including electron paramagnetic resonance spin-trap spectroscopy, epinephrine-adrenochrome acceptor methods, staining with dyes such as tetrazolium dye and nitro blue tetrazolium (NBT); however, kinetic measurements have not been performed. In the current study, we provide evidence of O<sub>2</sub><sup>•−</sup> generation and its kinetics in the leaves of spinach (<italic>Spinacia oleracea</italic>) subjected to wounding.


    </sec>
    <sec>
    <title>Methods</title>
    Real-time monitoring of O<sub>2</sub><sup>•−</sup> generation was performed using catalytic amperometry. Changes in oxidation current for O<sub>2</sub><sup>•−</sup> was monitored using polymeric iron-porphyrin-based modified carbon electrodes (<italic>φ</italic> = 1 mm) as working electrode with Ag/AgCl as the reference electrode.


    </sec>
    <sec>
    <title>Result</title>
    The results obtained show continuous generation of O<sub>2</sub><sup>•−</sup> for minutes after wounding, followed by a decline. The exogenous addition of superoxide dismutase, which is known to dismutate O<sub>2</sub><sup>•−</sup> to H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, significantly suppressed the oxidation current.


    </sec>
    <sec>
    <title>Conclusion</title>
    Catalytic amperometric measurements were performed using polymeric iron-porphyrin based modified carbon electrode. We claim it to be a useful tool and a direct method for real-time monitoring and precise detection of O<sub>2</sub><sup>•−</sup> in biological samples, with the potential for wide application in plant research for specific and sensitive detection of O<sub>2</sub><sup>•−</sup>.


    </sec>

    DOI： 10.7717/peerj.3050

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    その他リンク： https://peerj.com/articles/3050.xml

  • Scanning Electrochemical Microscopy Imaging during Respiratory Burst in Human Cell 査読

    Hiroyuki Kikuchi, Ankush Prasad, Ryo Matsuoka, Shigeo Aoyagi, Tomokazu Matsue, Shigenobu Kasai

    FRONTIERS IN PHYSIOLOGY   7   25   2016年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fphys.2016.00025

    Web of Science

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  • バイオLSIを用いた光合成活性イメージング

    杉浦 大和, 橋 由佳, 井上 久美, 伊野 浩介, 末永 智一, 葛西 重信

    電気関係学会東北支部連合大会講演論文集   2016   38 - 38   2016年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電気関係学会東北支部連合大会実行委員会  

    DOI： 10.11528/tsjc.2016.0_38

    CiNii Research

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  • Simultaneous Real-Time Monitoring of Oxygen Consumption and Hydrogen Peroxide Production in Cells Using Our Newly Developed Chip-Type Biosensor Device 査読

    Ankush Prasad, Hiroyuki Kikuchi, Kumi Y.Inoue, Makoto Suzuki, Yamato Sugiura, Tomoya Sugai, Amano Tomonori, Mika Tada, Masaki Kobayashi, Tomokazu Matsue, Shigenobu Kasai

    Frontiers in Physiology   7 ( 25 )   2016年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fphys.2016.00109

    Web of Science

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  • Detection of hydrogen peroxide in Photosystem II (PSII) using catalytic amperometric biosensor 査読

    Ankush Prasad, Aditya Kumar, Makoto Suzuki, Hiroyuki Kikuchi, Tomoya Sugai, Masaki Kobayashi, Pavel Pospisil, Mika Tada, Shigenobu Kasai

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   6   862   2015年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fpls.2015.00862

    Web of Science

    PubMed

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  • Generation mechanism of radical species by tyrosine-tyrosinase reaction 査読

    Mika Tada, Masahiro Kohno, Shigenobu Kasai, Yoshimi Niwano

    Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition   47 ( 2 )   162 - 166   2010年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3164/jcbn.10-48

    Scopus

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  • Electrochemical monitoring of hydrogen peroxide released from leucocytes on horseradish peroxidase redox polymer coated electrode chip 査読

    Kumi Y. Inoue, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku, Shigenobu Kasai, Tomoyuki Yasukawa, Fumio Mizutani, Tomokazu Matsue

    Biosensors and Bioelectronics   25 ( 7 )   1723 - 1728   2010年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.bios.2009.12.014

    Scopus

    PubMed

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  • Maternal vitamin B_<12> deficiency affects spermatogenesis at the embryonic and immature stages in rats 査読

    WATANABE Toshiaki, EBARA Shuhei, KIMURA Sachiko, MAEDA Kunihiko, WATANABE Yoshitaka, WATANABE Hiroshi, KASAI Shigenobu, NAKANO Yoshihisa

    Congenital anomalies   47 ( 1 )   9 - 15   2007年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1111/j.1741-4520.2006.00135.x

    CiNii Research

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  • Electrochemical monitoring of cellular signal transduction with a secreted alkaline phosphatase reporter system 査読

    Yu Suke Torisawa, Noriko Ohara, Kuniaki Nagamine, Shigenobu Kasai, Tomoyuki Yasukawa, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue

    Analytical Chemistry   78 ( 22 )   7625 - 7631   2006年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/ac060737s

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  • Cytokine assay on a cellular chip by combining collagen gel embedded culture with scanning electrochemical microscopy 査読

    S Kasai, H Shiku, YS Torisawa, K Nagamine, T Yasukawa, T Watanabe, T Matsue

    ANALYTICA CHIMICA ACTA   566 ( 1 )   55 - 59   2006年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.aca.2006.02.061

    Web of Science

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  • Real-time monitoring of reactive oxygen species production during differentiation of human monocytic cell lines (THP-1) 査読

    S Kasai, H Shiku, YS Torisawa, H Noda, J Yoshitake, T Shiraishi, T Yasukawa, T Watanabe, T Matsue, T Yoshimura

    ANALYTICA CHIMICA ACTA   549 ( 1-2 )   14 - 19   2005年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.aca.2005.06.034

    Web of Science

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  • NAD(P)H oxidase plays a crucial role in PDGF-induced proliferation of hepatic stellate cells 査読

    ADACHI T

    Hepatology   41 ( 6 )   1272 - 1281   2005年6月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/hep.20719

    CiNii Research

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  • Respiration activity of single bovine embryos entrapped in a cone-shaped microwell monitored by scanning electrochemical microscopy 査読

    Hitoshi Shiku, Takuo Shiraishi, Shigeo Aoyagi, Yousuke Utsumi, Masahki Matsudaira, Hiroyuki Abe, Hiroyoshi Hoshi, Shigenobu Kasai, Hiroaki Ohya, Tomokazu Matsue

    Analytica Chimica Acta   522 ( 1 )   51 - 58   2004年9月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier BV  

    DOI： 10.1016/j.aca.2004.06.054

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  • Proliferation assay on a silicon chip applicable for tumors extirpated from mammalians 査読

    Yusuke Torisawa, Hioshi Shiku, Shigenobu Kasai, Matsuhiko Nishizawa, Tomokazu Matsue

    International Journal of Cancer   109   302 - 308   2004年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1002/ijc.11693

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  • Characterization of the Peroxidase Activity of Single Algae Protoplasts by Scanning Electrochemical Microscopy 査読

    Zhou Huafang, Kasai Shigenobu, Noda Hiroyuki, OHYA NISHIGUCHI Hiroaki, SHIKU Hitoshi, MATSUE Tomokazu

    Bulletin of the Chemical Society of Japan   76 ( 9 )   1757 - 1762   2003年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：日本化学会  

    DOI： 10.1246/bcsj.76.1757

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/10097/51672

  • Simultaneous detection of uric acid and glucose on a dual-enzyme chip using scanning electrochemical microscopy/scanning chemiluminescence microscopy 査読

    S Kasai, Y Hirano, N Motochi, H Shiku, M Nishizawa, T Matsue

    ANALYTICA CHIMICA ACTA   458 ( 2 )   263 - 270   2002年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/S0003-2670(02)00064-8

    Web of Science

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  • Mapping peroxidase in plant tissues by scanning electrochemical microscopy 査読

    Huafang Zhou, Hitoshi Shiku, Shigenobu Kasai, Hiroyuki Noda, Tomokazu Matsue, Hiroaki Ohya-Nishiguchi, Hitoshi Kamada

    Bioelectrochemistry   54   151 - 156   2001年8月

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  • Imaging localized horseradish peroxidase on a glass surface with scanning electrochemical/chemiluminescence microscopy 査読

    HF Zhou, S Kasai, T Matsue

    ANALYTICAL BIOCHEMISTRY   290 ( 1 )   83 - 88   2001年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1006/abio.2000.4941

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  • Immunoassay of the MRSA-related toxic protein, leukocidin, with scanning electrochemical microscopy 査読

    S Kasai, A Yokota, HF Zhou, M Nishizawa, K Niwa, T Onouchi, T Matsue

    ANALYTICAL CHEMISTRY   72 ( 23 )   5761 - 5765   2000年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/ac000895y

    Web of Science

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  • Chemiluminescence Imaging of Localized Enzymes by Scanning Chemiluminescence Microscopy 査読

    KASAI Shigenobu, ZHOU Huafang, MATSUE Tomokazu

    Chemistry letters   29 ( 3 )   200 - 201   2000年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：The Chemical Society of Japan  

    A novel scanning chemiluminescence microscopy (SCLM) was used for imaging localized horse radish peroxidase (HRP) or glucose oxidase (GOD) immobilized at a solid substrate. SCLM equips a scanning capillary tip (diameter, 1 μm) for injecting a small amount of luminol onto the substrate to generate localized chemiluminescence. The chemiluminescense induced by the enzyme-catalyzed reaction was detected with a photon-counter. Two-demensional mapping of the photon-counting intensity against the tip position gave images indicating the activity of immobilized HRP and GOD.

    DOI： 10.1246/cl.2000.200

    CiNii Research

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  • Imaging the Activity of Immobilized Horse Radish Peroxidase with Scanning Electrochemical/chemiluminescence Microscopy 査読

    H. Zhou, S. Kasai, T. Yasukawa, T. Matsue

    Electrochemistry   67 ( 12 )   1999年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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MISC

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 培養細胞から産生される一酸化窒素を指標とした環境汚染物質および食品成分の評価

    研究課題/領域番号：17550146  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    吉武 淳, 吉村 哲彦, 葛西 重信, 末永 智一, 吉武 淳

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    配分額：3810000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：210000円 ）

    内分泌かく乱物質(endocrine disrupting chemicals, EDCs)は主に食品を介して体内に蓄積し、生体に様々な影響を与えることが知られている。そこで今回、EDCsが免疫機能に与える影響を、リポポリサッカライド(LPS)刺激によって産生される一酸化窒素(NO)の産生量を指標として解析した。
    EDCs(ビスフェノールA(BPA)、ノニルフェノール(NP)、オクチルフェノール(OP)、2,4-ジクロロフェノール(DCP)、ペンタクロロフェノール(PCP))がRAW264細胞のNO産生に与える影響を調べるために、LPS刺激開始12時間後における単位時間当たりのNO産生量を測定した結果、全てのEDCsにおいて濃度依存的なNO産生の抑制が認められた。さらにエストロゲン受容体阻害剤(ICI182780)の処理により、BPA、NP、OPで処理した系でNO産生量の回復が認められたが、PCP、DCPではNO産生量の回復が認められなかった。iNOSの転写因子であるNF-κB(p65)の活性化をELISA法によって評価したところ、LPS刺激によるNF-κB活性化はEDCs処理によって減弱した。加えて免疫細胞学的解析から、NOシグナルの特徴的なメディエーターとして近年注目される、8-ニトログアノシンの形成量がEDCs処理することで減少することが示された。
    これらの結果は、フェノール含有EDCsによるLPS誘導NO産生およびNF-κB活性化の抑制にはエストロゲン受容体依存的・非依存的な経路の両方が存在すること、さらにEDCsは8-ニトログアノシン形成阻害を介してNO由来のシグナルに間接的に干渉し、炎症進展に影響を与える可能性を示唆している。

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  • ピロリ菌のエンドトキシンによって産生される一酸化窒素の胃粘膜に対する作用

    研究課題/領域番号：15590087  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    吉村 哲彦, 葛西 重信, 森田 英利

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    配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）

    グラム陰性細菌の1種であるヘリコバクター・ピロリ(ピロリ菌)は胃および十二指腸の各種病変に関与しており、病原因子に関する研究が行われている。一方、グラム陰性細菌のエンドトキシン(LPS)は誘導型NO合成酵素(iNos)を誘導し多量のNOを産生することが知られている。本研究では、病原因子候補の一っであるピロリ菌LPSの胃粘膜に対する作用と、LPSによって産生されるNOの役割について検討した。
    (1)ピロリ菌LPSは市販されていないため、まず同菌の大量培養法とLPS精製法の検討を行い、微好気性の同菌を培養するために、低酸素濃度を保ったケース内に振蕩培養器を設置して長時間培養するシステムを構築し、菌体からフェノールー水抽出法で得た粗製LPSを酵素消化法で精製することに成功した。
    (2)ピロリ菌LPSの対照としての大腸菌LPSにより誘導されたiNos由来のNOとシクロオキシゲナーゼ(COX)との相互作用を解明するために、LPS投与後のラット胃組織中のNO濃度等をインビボで検討した。その結果、胃上皮組織中においてiNOS由来のNOはCOX2活性に影響せず、COX活性はiNOSのNO産生に関与していることが明らかとなった。
    (3)胃粘膜上皮細胞とLPSとの相互作用を更に明らかにするために、細胞膜上のIOPS受容体Toll-like Receptor(TLR)に対するLPSの作用、細胞内へのシグナルの伝達様式、さらには誘導型NO合成酵素遺伝子発現制御機序を各種の炎症性サイトカインの寄与を含めマウス正常胃粘膜培養細胞を用いてインビトロで検討した。その結果、大腸菌およびピロリLPSはGSM06細胞に恒常的に発現するTLR4を介してNF?Bシグナル伝達系を活性化しiNoSとTLR2の発現を誘導した。TLR2の発現上昇は種々の外来病原菌に対する胃粘膜細胞の生体防御反応の一つである可能性が示唆された。

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  • 環境モニタリングを目的とした培養細胞のマイクロセンシングシステムの開発

    研究課題/領域番号：14550775  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    葛西 重信, 末永 智一, 高野 裕久, 野田 博行

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    配分額：2700000円 （ 直接経費：2700000円 ）

    2年間、以下の項目に関して検討を行った。
    1.高感度CCDカメラシステムの開発及び細胞分化に伴う活性酸素及びサイトカイン産生の機能評価と細胞チップ作製方法の検討
    THP-1細胞(骨髄性白血病患者の細胞株)がPMA (phorbol myristate acetate)を添加することでマクロファージに分化する際、産生する活性酸素検出を検討した。96穴プレートで経時的にTHP-1から産生する活性酸素をルミノール化学発光で検出し、数時間にわたる挙動をリアルタイムにとらえることに成功した。またTHP-1をコラーゲンゲル包埋法よりプラスチックシャーレに数μLで固定化し、96穴プレートと同様に分化過程の活性酸素産生過程が評価可能となった。活性酸素産生を化学発光法によりリアルタイムで追跡する方法について報告した。THP-1の分化に伴うサイトカイン産生の検出を検討した。96穴を用いる通常のイムノアッセイ法では高額な免疫関連試薬を1バイアル当たり100μL使用するのに対し、本法ではコラーゲンゲルを用いて数μLでアッセイシステムを構築することが可能となった。
    SECMを用いて植物細胞のPOD(ペルオキシダーゼ)活性評価及び免疫細胞の呼吸活性イメージング(マクロファージ)の検討を行った。その結果SECMによるPODや呼吸活性評価の可能性が示唆された。
    2.SECM(走査型電気化学顕微鏡)による細胞活性評価の検討
    現在、ヒト好中球及び単球を用いてがん細胞であるTHP-1との比較を化学発光法により検討中である。化学発光の時間的挙動は、ヒト好中球、単球、THP-1では明らかに異なる挙動を示している。このような違いを健康状態の指標などに応用できるかどうか医学部との共同研究を行う予定である。

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担当経験のある科目（授業）

  • 化学反応速度論

    機関名：東北工業大学 大学院 工学研究科

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  • 生物電気化学特論

    機関名：東北工業大学 大学院 工学研究科

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  • エネルギーデバイス工学

    機関名：東北工業大学 工学部 環境エネルギー学科

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