低線量生物影響を考慮したCT被曝線量指標の開発 －計算科学と生物学の分野間融合ー

• Project/Area Number: 21K07710
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Hokkaido University of Science
• Principal Investigator: 佐々木 恒平 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (20736376)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松谷 悠佑 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (20826929)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 造影剤 / DNA二本鎖切断 / モンテカルロシミュレーション / DNA損傷 / エネルギースペクトル / 細胞間シグナル伝達 / 放射線生物学

Outline of Research at the Start

本研究ではこれまでの研究成果を発展させた上で，基礎研究と臨床研究とをつなぐ橋渡し研究を行う．放射線被ばくに伴う生体組織応答や低線量被ばく影響に関する最新の研究知見をもとに，生体内の細胞間コミュニケーションによる放射線リスクを推定するツールと線量指標を開発する．これら放射線リスク推定ツールの開発をベースとした研究展開により，臨床における低線量放射線影響について今日的な観点からより詳細な解明を目指す．

Outline of Annual Research Achievements

R4年度は（１）細胞照射実験によりヨード造影剤による放射線増感効果を測定した。造影CT検査を再現した低線量被ばくを実測するため、ヨード造影剤を添加した細胞実験を行い，　造影剤による放射線増感効果を評価および（２）低線量生物影響を考慮した線量指標を開発し、その結果から体表面からの水等価厚をパラメータとして， DNA損傷発生の期待値に対する重み付け係数を求める．①～③により生物学的効果を重み付けした線量指標を定義する。以上の項目について取り組んだ。
（１）造影CT検査を再現し、細胞レベルでの低線量被ばくにおけるヨード造影剤の影響を評価した。異なる濃度（0, 2, 20 mgI/mL）のヨード造影剤を添加した培地にV7９細胞を播種し、120kV-X線により0, 0.05, 1Gyの線量で細胞照射実験を行った。各群に対し、DNA二本鎖切断を評価点とするため、ガンマーH2AX抗体による免疫染色法を実施した。この結果、照射群においてヨード造影剤によるDNA二本鎖切断の有意な増加が確認された。この際、培地に添加したヨード造影剤濃度が大きいほど、DNA二本鎖切断の増加が大きい結果となった。また、非照射群の結果より、X線を照射しなければヨード造影剤によるDNA二本鎖切断の増加は見られないことから、ヨード造影剤自体にはDNAに対する毒性がないことが示された。
（２）については、細胞実験によるDNA損傷数のデータを充実させていき、数理モデルの開発が進行している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

細胞実験の遂行に時間がかかってしまったため、その結果を用いたモデル化が若干遅れている。

Strategy for Future Research Activity

細胞実験データを追加し、モデル化を進めていく。