放射線適応応答への放射線誘発バイスタンダー効果の寄与

• Project/Area Number: 16651020
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 松本 英樹 福井大学, 医学部, 助教授 (40142377)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 放射線適応応答 / 放射線誘発バイスアンダー効果 / 放射線抵抗性 / p53 / 誘導型NO合成酵素 / NOラジカル / 放射誘発バイスタンダー効果 / 放射線誘発バイスタンダー効果

Research Abstract

1.低線量照射あるいは低線量率緩照射による放射線感受性の変化
正常型p53細胞(A172細胞)に低線量照射(0.02Gy)あるいは低線量率緩照射(0.01Gy/min,1.5Gy)を行った後に急照射を行うと,単に急照射を行う場合より放射線抵抗性を示した.これは低線量照射あるいは低線量率緩照射により適応応答が誘導されていることを示している.この適応応答の誘導はiNOS阻害剤あるいはNO消去剤により抑制された.
2.低線量率緩照射によるp53とHdm2の蓄積誘導変化
正常型p53細胞(A172細胞)に低線量率緩照射(0.01Gy/min,1.5Gy)を行った後に急照射を行うと,p53蓄積量の衰退およびp53のリン酸化の減弱が認められた.一方,p53の分解を促進するHdm2の蓄積誘導およびHdm2のセリン166のリン酸化が認められた。このことから,低線量率緩照射されるとHdm2が活性化され,p53の分解が促進されていることが、p53の不感の原因であることが示唆された.
3.低線量照射あるいは低線量率緩照射後の高線量率急照射によるiNOSの蓄積誘導
正常型p53細胞(A172細胞)に低線量照射(0.02Gy)あるいは低線量率緩照射(0.01Gy/min,1.5Gy)を行った後に急照射を行うと明らかなiNOSの蓄積誘導が認められた.またiNOSの蓄積誘導動態と一致して,正常型p53細胞の培養液中にコントロールレベルの2倍以上の亜硝酸塩の蓄積が認められた.これらのことから,低線量率緩照射されるとHdm2が活性化され,p53の分解が促進されて不感となることによりiNOSの転写誘導を抑制することができないため,後の高線量率急照射によってiNOSが蓄積誘導されて,NOが放出され,培養液中に亜硝酸塩が蓄積されたものと示唆された.
4.NO発生剤処理による放射線感受性の変化
正常型p53細胞(A172細胞)にNO発生剤(硝酸イソソルピド)処理を行った後に急照射を行うと,単に急照射を行う場合より放射線抵抗性を示した.これはNOラジカルにより適応応答が誘導されていることを示している.この適応応答の誘導はNO消去剤により抑制された.

Research Products

• [Journal Article] Vanguards of paradigm shift in radiation biology : Radiation-induced adaptive and bystander responses. (2007)
  • Author(s): Matsumoto, H., Hamada, N., Takahashi, A., Ohnishi, T.
  • Journal Title: J. Radiat. Res. 48 Pages: 97-106
  • NAID: 110006241796
• [Journal Article] Intercellular and intracellular signaling pathways mediating ionizing radiation-induced bystander effects. (2007)
  • Author(s): Hamada, N., Matsumoto, H., Hara, T., Kobayashi, Y.
  • Journal Title: J. Radiat. Res. 48 Pages: 87-95
  • NAID: 110006241795
• [Journal Article] Enhancement of apoptosis by nitric oxide released from α-phenyl-tert-butylnitrone under hyperthermic conditions. (2006)
  • Author(s): Cui, Z.-G., Kondo, T., Matsumoto, H.
  • Journal Title: J. Cell. Physiol. 206 Pages: 468-476
• [Journal Article] Enhancement of radiosensitivity by topoisomerase II inhibitor, amrubicin and amrubicinol, in human lung adenocarcinoma A549 cells and kinetics of apoptosis and necrosis induction. (2006)
  • Author(s): Hayashi, S., Hatashita, M., Matsumoto, H., Shioura, H., Kitai, R., Kano, E.
  • Journal Title: Int. J. Mol. Med. 18 Pages: 909-915
  • NAID: 120000807641
• [Journal Article] 細胞の放射線応答研究の新展開-放射線生物学に残された課題 : 放射線適応応答とバイスタンダー効果- (2006)
  • Author(s): 松本英樹
  • Journal Title: 放射線と産業 111 Pages: 6-12
• [Journal Article] Enhancement of apoptosis by nitric oxide released from α-phenyl-tert-butyl nitrone under hyperthermic conditions. (2006)
  • Author(s): Cui, Z.-G., Kondo, T., Matsumoto, H.
  • Journal Title: J.Cell.Physiol. 206 Pages: 468-476
• [Journal Article] Apoptosis induced by high-LET radiations is not affected by cellular p53 gene status. (2005)
  • Author(s): Takahashi, A., Matsumoto, H., Furusawa, Y., Ohnishi, K., Ishioka, N., Ohnishi, T.
  • Journal Title: Int.J.Radiat.Biol. 81 Pages: 581-586
• [Journal Article] Modification of thermosensitivity by amrubicin or amrubicinol in human lung adenocarcinoma A549 cells and the kinetics of apoptosis and necrosis induction. (2005)
  • Author(s): Hayashi, S., Hatashita, M., Matsumoto, H., Jin, Z.H., Shioura, H., Kano, E.
  • Journal Title: Int.J.Mol.Med. 16 Pages: 381-387
  • NAID: 120000807709
• [Journal Article] Inhibition of histone deacetylase 3 stimulates apoptosis induced by heat shock under acidic conditions in human maxillary cancer. (2005)
  • Author(s): Narita, N., Fujieda, S., Tokuriki, M., Takahashi, N., Tsuzuki, H., Ohtsubo, T., Matsumoto, H.
  • Journal Title: Oncogene 24 Pages: 7346-7354
• [Journal Article] がん温熱化学療法の増感メカニズムの再考-ラジカル産生が増感効果の鍵を握る?- (2005)
  • Author(s): 松本英樹
  • Journal Title: 放射線生物研究 40 Pages: 117-135
  • NAID: 120000807636
• [Journal Article] p53-independent thermosensitization by mitomycin C in human non-small-cell lung cancer cells. (2004)
  • Author(s): Jin, Z.H., Matsumoto, H., et al.
  • Journal Title: Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys. 59 Pages: 852-860
• [Journal Article] High-LET radiation enhanced apoptosis but not necrosis regardless of p53 status. (2004)
  • Author(s): Takahashi, A., Matsumoto, H., et al.
  • Journal Title: Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys. 60 Pages: 591-597
• [Journal Article] Evidence for the involvement of double-strand breaks in heat-induced cell killing. (2004)
  • Author(s): Takahashi, A., Matsumoto, H., et al.
  • Journal Title: Cancer Res. 64 Pages: 8839-8845
• [Journal Article] Radiation-induced adaptive responses and bystander effects. (2004)
  • Author(s): Matsumoto, H., Takahashi, A., Ohnishi, T.
  • Journal Title: Biol.Sci.Space. 18 Pages: 247-254
  • NAID: 120000807730
• [Journal Article] Radiation-induced bystander effect. (2004)
  • Author(s): 松本 英樹
  • Journal Title: 癌の臨床 50 Pages: 1075-1079
  • NAID: 130007001089
• [Book] 放射線医科学-生体と放射線・電磁波・超音波-(放射線による情報伝達の変化) (2007)
  • Author(s): 松本英樹(分担執筆)
  • Total Pages: 148
  • Publisher: 学会出版センター
• [Book] HIMAC10年の歩み-HIMAC10周年記念研究成果要覧-(p53の遺伝子型からみたがん細胞の炭素線感受性) (2004)
  • Author(s): 高橋昭久, 大西武雄, 松本英樹