放射線がん治療時の治療効果を細胞微小環境依存性のレドックス制御により向上させる

• Project/Area Number: 17K18375
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Risk sciences of radiation and chemicals; Radiation science
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 関根 絵美子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 人材育成センター, 主任研究員(任常) (90455387)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 放射線修飾剤 / 放射線がん治療 / レドックス制御 / 放射線

Outline of Annual Research Achievements

本課題の目的は、腫瘍内のレドックス（酸化還元）状態に影響を及ぼすような微小環境因子と、放射線における生物効果との関連を明らかにすることであった。そのため、腫瘍組織に特異的な微小環境を実験的に再現し、それらの環境下における放射線の効果を比較検討してきた。一例として、細胞内外の鉄イオンの分布が、放射線照射後の細胞死に与える影響を評価した。
研究期間中に1年7カ月の中断期間を挟み、2019年に研究を再開したが、2020年には同機関内の別部署へ異動したことなどから研究活動が困難となったため、本課題は廃止の手続きを行った。2年2カ月の研究期間であったが、本課題の内容は原著論文6件、学会発表24件（うち国際学会6件）、図書3件により成果を公表している。
成果の一例として、胸腺細胞を用いて生物効果を評価する方法を確立させたことや、フリーラジカルの挙動を直接的かつ定量的に検出できる方法である電子常磁性共鳴などを用いて比較検討を行ったことなどがあげられる。本課題を通して、個々の治療例に対しどのような治療が有効か（どの因子を制御したらよいか）を考えるための知見を得た。

Research Products

• [Journal Article] Preparation of an experimental mouse model lacking selenium-dependent glutathione peroxidase activities by feeding a selenium-deficient diet (2021)
  • Author(s): 上野 恵美，下川 卓志，関根(鈴木) 絵美子，乳井 美奈子，中西 郁夫，松本 謙一郎
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 68 Issue: 2 Pages: 123-130
  • DOI: 10.3164/jcbn.20-36
  • NAID: 130007993432
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Year and Date: 2021-03-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] がん放射線治療の高度化を目指した 新規放射線効果修飾剤の研究 (2020)
  • Author(s): 関根（鈴木）絵美子
  • Journal Title: Medical Science Digest Volume: 46(13) Pages: 61-63
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized hydroxyl radical generation at mmol/L and mol/L levels in water by photon irradiation (2018)
  • Author(s): Ogawa Yukihiro、Sekine-Suzuki Emiko、Ueno Megumi、Nakanishi Ikuo、Matsumoto Ken-ichiro
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 63 Issue: 2 Pages: 97-101
  • DOI: 10.3164/jcbn.18-15
  • NAID: 130007479957
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient protective activity of a planar catechin analogue against radiation-induced apoptosis in rat thymocytes (2018)
  • Author(s): Sekine-Suzuki Emiko、Nakanishi Ikuo、Imai Kohei、Ueno Megumi、Shimokawa Takashi、Matsumoto Ken-ichiro、Fukuhara Kiyoshi
  • Journal Title: RSC Advances Volume: 8 Issue: 19 Pages: 10158-10162
  • DOI: 10.1039/c7ra13111a
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis of redox states of protic and aprotic solutions irradiated by low linear energy transfer carbon-ion beams using a 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (2018)
  • Author(s): Nakanishi Ikuo、Yamashita Shinichi、Shimokawa Takashi、Kamibayashi Masato、Sekine-Suzuki Emiko、Ueno Megumi、Ogawa Yukihiro、Ozawa Toshihiko、Matsumoto Ken-ichiro
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 16 Issue: 8 Pages: 1272-1276
  • DOI: 10.1039/c7ob02904g
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Amplification of glutathione-mediated oxidative stress by catalase in an aqueous solution at hyperthermal temperatures (2017)
  • Author(s): Emiko Sekine-Suzuki, Megumi Ueno, Minako Nyui, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 60 Issue: 2 Pages: 93-99
  • DOI: 10.3164/jcbn.16-28
  • NAID: 130005398548
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synergistic Effects of Arsenite on Radiosensitization of Glioblastoma Cells (2017)
  • Author(s): Yasuharu Ninomiya, Dong Yu, Emiko Sekine-Suzuki, Tetsuo Nakajima
  • Journal Title: Anticancer research Volume: 37 Issue: 8 Pages: 4111-4117
  • DOI: 10.21873/anticanres.11798
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Detection of Radical Species after Plateau Carbon-Ion Irradiation to Lipid Molecules (2019)
  • Author(s): Ikuo Nakanishi, Yoshimi Shoji, Megumi Ueno, Emiko Sekine-Suzuki, Yuta Matsuoka, Takashi Shimokawa, Ken-ichi Yamada, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: 16th International Congress of Radiation Research (ICRR 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 培地中の鉄イオン濃度がフェントン反応系暴露で誘発させた細胞死に与える影響の評価 (2019)
  • Author(s): 関根 絵美子, 五十嵐 欽太郎, 牧野 祐典, 上野 恵美, 福井 浩二, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第43回日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
• [Presentation] Quantification of X-ray induced hydrogen radicals in an aqueous solution using EPR spin-trapping (2019)
  • Author(s): Yusuke Makino, Emiko Sekine-Suzuki, Minako Nyui, Megumi Ueno, Ikuo Nakanishi, Koji Fukui, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: The Society for Redox Biology and Medicine's 26th Annual Conference (SfRBM 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 放射線照射で脂質分子から生成するラジカル種の蛍光プローブによる検出 (2019)
  • Author(s): 中西 郁夫, 荘司 好美, 上野 恵美, 関根(鈴木) 絵美子, 松岡 悠太, 下川 卓志, 山田 健一, 松本 謙一郎
  • Organizer: 日本放射線影響学会第62回大会
• [Presentation] Quantitative measurement of hydrogen radicals in an aqueous sample generated by x-ray irradiation (2019)
  • Author(s): 牧野 祐典, 関根 絵美子, 乳井 美奈子, 上野 恵美, 中西 郁夫, 福井 浩二, 松本 謙一郎
  • Organizer: 日本薬学会第140年会
• [Presentation] Preparation of Selenium-Deficient Mouse Model and its Glutathione Peroxidase Activity (2018)
  • Author(s): Megumi Ueno, Minako Nyui, Emiko Sekine-Suzuki, Takashi Shimokawa, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: The 19th biennial meeting for the Society for Free Radical Research International (SFRRI2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reaction of Glutathione and Bio-Related Thiols with 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl Radical Solubilized by beta-Cyclodextrin in Water (2018)
  • Author(s): Ikuo Nakanishi, Kei Ohkubo, Megumi Ueno, Emiko Sekine-Suzuki, Toshihiko Ozawa, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: The 19th biennial meeting for the Society for Free Radical Research International (SFRRI2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 生体関連チオール類による水溶化2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル(DPPH)ラジカルの消去機構 (2018)
  • Author(s): 中西 郁夫, 大久保 敬, 上野 恵美, 関根（鈴木） 絵美子, 小澤 俊彦, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第18回日本抗加齢医学会総会
• [Presentation] 放射線によるラット胸腺細胞のアポトーシスに対する平面型カテキンの防護作用 (2018)
  • Author(s): 中西 郁夫, 関根（鈴木） 絵美子, 今井 耕平, 上野 恵美, 下川 卓志, 松本 謙一郎, 福原 潔
  • Organizer: 第71回日本酸化ストレス学会・第18回日本NO学会 合同学術集会
• [Presentation] 炭素イオン線またはX線を照射した2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジルラジカル溶液のレドックス評価 (2018)
  • Author(s): 中西 郁夫, 東 梨佳子, 下川 卓志, 山下 真一, 関根（鈴木） 絵美子, 上野 恵美, 小川 幸大, 小澤 俊彦, 藤崎 真吾, 松本 謙一郎
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] 油水混合環境中でのレドックス反応評価 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根（鈴木） 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第61回日本薬学会関東支部大会
• [Presentation] グルタチオンによる水溶化2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル(DPPH)ラジカルの消去反応機構 (2017)
  • Author(s): 中西 郁夫, 大久保 敬, 上野 恵美, 関根 絵美子, 小澤 俊彦, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第70回日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] 油水混合環境中での活性酸素種の脂質への影響評価法の確立 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第17回AOB研究会
• [Presentation] 重粒子（炭素）線照射した水溶液試料における初期レドックス状態の反応速度論的解析 (2017)
  • Author(s): 中西 郁夫, 小川 幸大, 関根 絵美子, 松本 謙一郎
  • Organizer: H28年度HIMAC共同利用研究成果発表会
• [Presentation] Planar Catechin Is a Novel Drug Candidate for Radiation Therapy Having a Radioprotective Effect in Normal Cells In Vitro and In Vivo (2017)
  • Author(s): Emiko Sekine-Suzuki, Ikuo Nakanishi, Kohei Imai, Megumi Ueno, Takashi Shimokawa, Kiyoshi Fukuhara, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: 第1回QST国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] DPPHラジカル含有リポソームを用いた油水混合環境中でのレドックス反応評価 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根（鈴木） 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: フリーラジカルサマースクール in 館山2017
• [Presentation] 蛍光プローブ法を用いた重粒子線照射によるLET依存性ヒドロキシルラジカル生成密度の検証 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根（鈴木） 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 日本放射線影響学会第60回大会
• [Presentation] 脂質膜中の安定有機ラジカル量に基づく油水混合環境中における活性酸素種の脂質への影響評価 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根（鈴木） 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第56回電子スピンサイエンス学会年会
• [Presentation] 日本薬学会第138年会 (2017)
  • Author(s): 森実 仁晃, 関根 絵美子, 上野 恵美, 中西 郁夫, 小島 秀夫
  • Organizer: 第29回生体触媒化学シンポジウム
• [Presentation] 炭素イオン線を照射した水溶液の水溶化2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジルラジカルによるレドックス評価 (2017)
  • Author(s): 中西 郁夫, 山下 真一, 下川 卓志, 関根 絵美子, 上野 恵美, 小川 幸大, 松本 謙一郎
  • Organizer: 日本放射線影響学会第60回大会
• [Presentation] 平面型カテキン誘導体のラット胸腺細胞に対する放射線防護作用 (2017)
  • Author(s): 関根 絵美子, 中西 郁夫, 今井 耕平, 上野 恵美, 下川 卓志, 松本 謙一郎, 福原 潔
  • Organizer: 第11回バイオ関連化学シンポジウム
• [Presentation] Evaluation of LET dependence of Hydroxyl Radical Generation Induced by Heavy-ion Beam (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根 絵美子, 上野 恵美, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: The 8th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 重粒子線照射によるヒドロキシルラジカル生成密度とLET依存性の検証 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第70会酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] カテキン誘導体の膵リパーゼ阻害効果の検討 (2017)
  • Author(s): 関根 絵美子, 中西 郁夫, 上野 恵美, 小川 幸大, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第70回日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] セレン欠乏マウスモデルの作製 (2017)
  • Author(s): 上野 恵美, 関根 絵美子, 下川 卓志, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第 70 回日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] チオール化合物のスーパーオキサイド生成能の評価 (2017)
  • Author(s): 乳井 美奈子, 上野 恵美, 関根 絵美子, 小川 幸大, 上林 將人, 東 梨佳子, 下川 卓志, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Organizer: 第70回日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] Nano-Geometry of Hydroxyl Radical Generated by Low-LET Irradiation in Water (2017)
  • Author(s): Yukihiro Ogawa, Emiko Sekine-Suzuki, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto
  • Organizer: 第1回QST国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synergistic effects by arsenite in radiosensitization (2017)
  • Author(s): 二宮 康晴, 于 冬, 関根 絵美子, 中島 徹夫
  • Organizer: the 56th Annual Conference of the Particle Therapy Co-operative Group
  • Int'l Joint Research
• [Book] 放射線を正しく理解した看護職であるために―改訂版 看護と放射線 (2021)
  • Author(s): 草間朋子、赤羽恵一、石川仁、甲斐倫明、加藤知子、北川敦志、関根絵美子、堀田昇吾
  • Total Pages: 190
  • Publisher: 丸善出版株式会社 日本アイソトープ協会 編集・発行
  • ISBN: 9784890732845
• [Book] 油水混合環境中での活性酸素種の脂質への影響評価法の確立 (2018)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根(鈴木) 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Total Pages: 4
  • Publisher: AOB研究会
• [Book] Reaction of Glutathione and Bio-Related Thiols with 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl Radical Solubilized by beta-Cyclodextrin in Water (2018)
  • Author(s): Ikuo Nakanishi, Kei Ohkubo, Megumi Ueno, Emil Sekine-Suzuki, Toshihiko Ozawa, Ken-ichiro Matsumoto
  • Total Pages: 1
  • Publisher: Free Radical Biology and Medicine
• [Book] 放射線によるヒドロキシルラジカル生成密度の検証と抗酸化物質によるラジカル消去 (2017)
  • Author(s): 小川 幸大, 関根 絵美子, 中西 郁夫, 松本 謙一郎
  • Total Pages: 6
  • Publisher: AOB研究会
• [Book] 重粒子（炭素）線照射した水溶液試料における初期レドックス状態の反応速度論的解析 (2017)
  • Author(s): 中西 郁夫, 小川 幸大, 関根 絵美子, 松本 謙一郎
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置等共同利用研究報告書, (QST-R-6 HIMAC-145)
• [Book] LET Dependent Hydroxyl Radical Generation in Water by Heavy-Ion Beam Irradiation (2017)
  • Author(s): Yukihiro Ogawa, Emiko Sekine-Suzuki, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto
  • Total Pages: 1
  • Publisher: Free Radical Biology and Medicine