重粒子線のLET・加速核種が及ぼす生物学的影響の解明

• Project/Area Number: 21710064
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 鶴岡 千鶴 National Institute of Radiological Sciences, 研究員 (60415411)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2010: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 重粒子線 / G1-PCC breaks / 突然変異 / 多重PCR法 / multiplex PCR

Research Abstract

我々はこれまでに加速核種及びLETの違いにより引き起こされる生物効果は何らかの修復過程後に引き起こされる生物効果にのみ見られる現象であることを明らかにしてきた。本研究課題では、照射後短時間に起こる生物効果ではなく照射数年後に人体影響として現れてくる可能性のある生き残りながら正常とは異なる変異を有する細胞の生物効果とLET・加速核種の関係解明を目的とした。
平成22年度は、平成21年度に引き続き研究計画書個別目的実験2(誘発された突然変異クローンを採取し、多重PCR法によるDNAレベルの損傷におけるエクソン領域の欠失の大きさとLET・加速核種の関係)として、X線、炭素、ネオン、シリコン、鉄イオンより誘発した突然変異細胞のhprt遺伝子座エクソン領域における欠失パターンの違いを検討した。さらに個別目的実験3(突然変異誘発の引き金となるクロマチンレベルの損傷は何か?遺伝的に安定に保持されている特定のクロマチン損傷は存在するのか?)として、炭素、ネオン、シリコンイオンの100keV/μmによるクロマチン切断の再結合と核種の関係を検討した。
hprt遺伝子座における欠失パターンはLETのみならず核種によっても変化し、さらに欠失サイズはLETの増加だけではなくイオン源の原子番号にも依存している可能性を示唆することができた。また、照射直後に観察したクロマチン切断では平均切断数及びその頻度分布においても核種による違いは認められなかった。一方、照射後すぐに生じる再結合の頻度では核種間において差は認められなかったが照射後数十時間後に生じる再結合において差が認められた。また再結合後の平均切断数は炭素とネオンイオンでは有意な差が認められなかったが、その頻度分布においては異なる傾向を示した。
これらのことより、LET及び加速核種による生物効果の違いは、量的な違いだけでなく質的にも違うことが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Rejoining kinetics of G1-PCC breaks induced by different heavy-ion beams with a similar value. (2010)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Journal Title: Mutation Research Volume: 701 Pages: 47-51
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The influence of mutation induction in normal human fibroblasts irradiated with X rays and iron ions (2009)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Journal Title: Biological Sciences in Space 23 Pages: 55-60
  • NAID: 10025544568
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 粒子放射線加速核種の違いが生物効果に与える影響 (2010)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第24回大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] ヒト由来正常細胞と様々な生物効果に対する重粒子線のLET及び加速核種依存性について (2010)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: 東京RBC特別放談会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-04-17
• [Presentation] 線質の違いによる突然変異誘発の量的・質的違い (2009)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: 日本放射線影響学会第52回大会
  • Place of Presentation: 広島市南区民文化センター(広島)
  • Year and Date: 2009-11-12
• [Presentation] Qualitative and quantitative difference in mutation induction by X rays and iron ions. (2009)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第23回大会
  • Place of Presentation: 筑波宇宙センター(茨城)
  • Year and Date: 2009-10-02
• [Presentation] Ion-species dependence of chromatin break repair induced by various ion particles with similar LET values in irradiated normal human fibroblasts. (2009)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: 9th International Symposium on Chromosome Aberration.
  • Place of Presentation: Rheinfeld castle(ドイツ)
  • Year and Date: 2009-07-11
• [Presentation] LET and ion-species dependence of cell killing and chromatin breaks in normal human fibroblasts exposed to heavy ions. (2009)
  • Author(s): 鶴岡千鶴
  • Organizer: Heavy Ions in Therapy and Space Symposium
  • Place of Presentation: IHK(ドイツ)
  • Year and Date: 2009-07-07