Low-temperature atmospheric-pressure plasma was applied to degenerate amyloid-ß (Aß) fibrils, which are a major component of neuritic plaque associated with Alzheimer's disease (AD). We showed that an Aß fibril exposed to a low-frequency (LF) plasma jet in aqueous solution retained its morphology, molecular weight, and cytotoxicity, but, intriguingly, decreased in protease resistance and ß-sheet content. These results suggested that an LF plasma jet could be utilized for the treatment of AD to eliminate neuritic plaque by accelerating the proteolysis of Aß fibrils.

1.
P.
Bruggeman
,
F.
Iza
,
D.
Lauwers
, and
Y. A.
Gonzalvo
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
43
(
1
),
012003
(
2010
).
2.
B. R.
Locke
,
M.
Sato
,
P.
Sunka
,
M. R.
Hoffmann
, and
J. S.
Chang
,
Ind. Eng. Chem. Res.
45
(
3
),
882
905
(
2006
).
3.
M.
Sahni
and
B. R.
Locke
,
Plasma Process. Polym.
3
(
9
),
668
681
(
2006
).
4.
M.
Sahni
and
B. R.
Locke
,
Ind. Eng. Chem. Res.
45
(
17
),
5819
5825
(
2006
).
5.
P.
Bruggeman
and
C.
Leys
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
42
(
5
),
053001
(
2009
).
6.
R.
Burlica
,
K. Y.
Shih
, and
B. R.
Locke
,
Ind. Eng. Chem. Res.
49
(
14
),
6342
6349
(
2010
).
7.
A.
Tani
,
Y.
Ono
,
S.
Fukui
,
S.
Ikawa
, and
K.
Kitano
,
Appl. Phys. Lett.
100
(
25
),
254103
(
2012
).
8.
S.
Ikawa
,
K.
Kitano
, and
S.
Hamaguchi
,
Plasma Process. Polym.
7
(
1
),
33
42
(
2010
).
9.
D. X.
Liu
,
M. Z.
Rong
,
X. H.
Wang
,
F.
Iza
,
M. G.
Kong
, and
P.
Bruggeman
,
Plasma Process. Polym.
7
(
9-10
),
846
865
(
2010
).
10.
P.
Favia
,
Surf. Coat. Technol.
211
,
50
56
(
2012
).
11.
R.
Di Mundo
,
R.
Gristina
,
E.
Sardella
,
F.
Intranuovo
,
M.
Nardulli
,
A.
Milella
,
F.
Palumbo
,
R.
d’Agostino
, and
P.
Favia
,
Plasma Process. Polym.
7
(
3-4),
212
223
(
2010
).
12.
L.
Detomaso
,
R.
Gristina
,
G. S.
Senesi
,
R.
d’Agostino
, and
P.
Favia
,
Biomaterials
26
(
18
),
3831
3841
(
2005
).
13.
H.
Furusho
,
D.
Miyamoto
,
Y.
Nagasaki
,
K.
Kitano
, and
S.
Hamaguchi
,
J. Photopolym. Sci. Technol.
20
(
2
),
229
233
(
2007
).
14.
H.
Furusho
,
K.
Kitano
,
S.
Hamaguchi
, and
Y.
Nagasaki
,
Chem. Mater.
21
(
15
),
3526
3535
(
2009
).
15.
S.
Sumitani
,
H.
Murotani
,
M.
Oishi
,
K.
Kitano
,
S.
Hamaguchi
, and
Y.
Nagasaki
,
J. Photopolym. Sci. Technol.
22
(
4
),
467
471
(
2009
).
16.
M. G.
Kong
,
G.
Kroesen
,
G.
Morfill
,
T.
Nosenko
,
T.
Shimizu
,
J.
van Dijk
, and
J. L.
Zimmermann
,
New J. Phys.
11
(
11
),
115012
(
2009
).
17.
N. Y.
Babaeva
and
M. J.
Kushner
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
46
(
2
),
025401
(
2013
).
18.
T.
Sato
,
M.
Yokoyama
, and
K.
Johkura
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
44
(
37
),
372001
(
2011
).
19.
K.
Kim
,
J. D.
Choi
,
Y. C.
Hong
,
G.
Kim
,
E. J.
Noh
,
J.-S.
Lee
, and
S. S.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
98
(
7
),
073701
(
2011
).
20.
S. J.
Kim
,
T. H.
Chung
,
S. H.
Bae
, and
S. H.
Leem
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
2
),
023702
(
2010
).
21.
C. H.
Kim
,
S.
Kwon
,
J. H.
Bahn
,
K.
Lee
,
S. I.
Jun
,
P. D.
Rack
, and
S. J.
Baek
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
24
),
243701
(
2010
).
22.
M.
Vandamme
,
E.
Robert
,
S.
Pesnel
,
E.
Barbosa
,
S.
Dozias
,
J.
Sobilo
,
S.
Lerondel
,
A.
Le Pape
, and
J. M.
Pouvesle
,
Plasma Process. Polym.
7
(
3–4
),
264
273
(
2010
).
23.
H.
Yamazaki
,
T.
Ohshima
,
Y.
Tsubota
,
H.
Yamaguchi
,
J. A.
Jayawardena
, and
Y.
Nishimura
,
Dent. Mater. J.
30
(
3
),
384
391
(
2011
).
24.
G.
Fridman
,
M.
Peddinghaus
,
M.
Balasubramanian
,
H.
Ayan
,
A.
Fridman
,
A.
Gutsol
, and
A.
Brooks
,
Plasma Chem. Plasma Process.
26
(
4
),
425
442
(
2006
).
25.
B.
Gweon
,
D.
Kim
,
D. B.
Kim
,
H.
Jung
,
W.
Choe
, and
J. H.
Shin
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
10
),
101501
(
2010
).
26.
S.
Perni
,
G.
Shama
,
J. L.
Hobman
,
P. A.
Lund
,
C. J.
Kershaw
,
G. A.
Hidalgo-Arroyo
,
C. W.
Penn
,
X. T.
Deng
,
J. L.
Walsh
, and
M. G.
Kong
,
Appl. Phys. Lett.
90
(
7
),
073902
(
2007
).
27.
H. Q.
Feng
,
R. X.
Wang
,
P.
Sun
,
H. Y.
Wu
,
Q.
Liu
,
J.
Fang
,
W. D.
Zhu
,
F. T.
Li
, and
J.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
13
),
131501
(
2010
).
28.
R.
Bussiahn
,
R.
Brandenburg
,
T.
Gerling
,
E.
Kindel
,
H.
Lange
,
N.
Lembke
,
K. D.
Weltmann
,
T.
von Woedtke
, and
T.
Kocher
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
14
),
143701
(
2010
).
29.
J. F.
Kolb
,
A. A. H.
Mohamed
,
R. O.
Price
,
R. J.
Swanson
,
A.
Bowman
,
R. L.
Chiavarini
,
M.
Stacey
, and
K. H.
Schoenbach
,
Appl. Phys. Lett.
92
(
24
),
241501
(
2008
).
30.
X.
Zhang
,
J.
Huang
,
X.
Liu
,
L.
Peng
,
L.
Guo
,
G.
Lv
,
W.
Chen
,
K.
Feng
, and
S.-z.
Yang
,
J. Appl. Phys.
105
(
6
),
063302
(
2009
).
31.
X.
Lu
,
T.
Ye
,
Y.
Cao
,
Z.
Sun
,
Q.
Xiong
,
Z.
Tang
,
Z.
Xiong
,
J.
Hu
,
Z.
Jiang
, and
Y.
Pan
,
J. Appl. Phys.
104
(
5
),
053309
(
2008
).
32.
A.
Majumdar
,
R. K.
Singh
,
G. J.
Palm
, and
R.
Hippler
,
J. Appl. Phys.
106
(
8
),
084701
(
2009
).
33.
R.
Burlica
,
R. G.
Grim
,
K. Y.
Shih
,
D.
Balkwill
, and
B. R.
Locke
,
Plasma Process. Polym.
7
(
8
),
640
649
(
2010
).
34.
E.
Takai
,
S.
Ikawa
,
K.
Kitano
,
J.
Kuwabara
, and
K.
Shiraki
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
46
(
29
),
295402
(
2013
).
35.
M.
Nagatsu
,
Y.
Zhao
,
I.
Motrescu
,
R.
Mizutani
,
Y.
Fujioka
, and
A.
Ogino
,
Plasma Process. Polym.
9
(
6
),
590
596
(
2012
).
36.
E.
Karakas
,
A.
Munyanyi
,
L.
Greene
, and
M.
Laroussi
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
14
),
143702
(
2010
).
37.
M.
Jucker
and
L. C.
Walker
,
Nature
501
(
7465
),
45
51
(
2013
).
38.
J.
Kang
,
H. G.
Lemaire
,
A.
Unterbeck
,
J. M.
Salbaum
,
C. L.
Masters
,
K. H.
Grzeschik
,
G.
Multhaup
,
K.
Beyreuther
, and
B.
Mullerhill
,
Nature
325
(
6106
),
733
736
(
1987
).
39.
E.
Takai
,
K.
Kitano
,
J.
Kuwabara
, and
K.
Shiraki
,
Plasma Process. Polym.
9
(
1
),
77
82
(
2012
).
40.
B.
Demeule
,
R.
Gurny
, and
T.
Arvinte
,
Int. J. Pharm.
329
(
1–2
),
37
45
(
2007
).
41.
Y.
Yoshimura
,
Y. X.
Lin
,
H.
Yagi
,
Y. H.
Lee
,
H.
Kitayama
,
K.
Sakurai
,
M.
So
,
H.
Ogi
,
H.
Naiki
, and
Y.
Goto
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
109
(
36
),
14446
14451
(
2012
).
42.
F.
Meersman
and
C. M.
Dobson
,
Bba-Proteins Proteom
1764
(
3
),
452
460
(
2006
).
43.
T.
Zako
,
M.
Sakono
,
N.
Hashimoto
,
M.
Hara
, and
M.
Maeda
,
Biophys. J.
96
(
8
),
3331
3340
(
2009
).
44.
J. D.
Fowler
,
J. A.
Brown
,
M.
Kvaratskhelia
, and
Z. C.
Suo
,
J. Mol. Biol.
390
(
3
),
368
379
(
2009
).
45.
M.
Fandrich
,
M.
Schmidt
, and
N.
Grigorieff
,
Trends Biochem. Sci.
36
(
6
),
338
345
(
2011
).
46.
H.
Yagi
,
D.
Ozawa
,
K.
Sakurai
,
T.
Kawakami
,
H.
Kuyama
,
O.
Nishimura
,
T.
Shimanouchi
,
R.
Kuboi
,
H.
Naiki
, and
Y.
Goto
,
J. Biol. Chem.
285
(
25
),
19660
19667
(
2010
).
47.
D. L.
Bayliss
,
J. L.
Walsh
,
G.
Shama
,
F.
Iza
, and
M. G.
Kong
,
New J. Phys.
11
,
115024
(
2009
).
48.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4861842 for the preparation of amyloid fibrils and the experimental details.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.