| Project/Area Number |
21K07737
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Oita University of Nursing and Health Sciences |
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Principal Investigator |
小嶋 光明 大分県立看護科学大学, 看護学部, 准教授 (80382448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 敦 東海大学, 工学部, 教授 (80193473)
大原 麻希 (小原麻希) 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 研究員 (80736992)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | X線マイクロビーム / バイスタンダー効果 / レスキュー効果 / DNA二重鎖切断 / マイクロビーム放射線療法 / 放射線誘発バイスタンダー効果 / 放射線誘発レスキュー効果 / DNA損傷 / 細胞死 |
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| Outline of Research at the Start |
マイクロビーム放射線療法（MRT）は新しい放射線治療法として期待されている。数十μm 幅に絞った微小X線ビームを「すだれ状」に照射することで、正常組織を守りつつ、がん組織を完全に破壊することが MRT の目的である。本研究では MRT の抗がん効果の仕組みとして「がん組織では照射領域内の細胞から非照射領域内の細胞に細胞死を誘導するバイスタンダー因子が伝達される。これによりがん組織は死滅する。これに対して、正常組織では非照射領域内の細胞から照射領域内の細胞に細胞再生に繋がるレスキューシグナルが伝達され、形態が守られる。」という仮説を立て検証する。そして、臨床応用に向けた科学的根拠の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロビーム放射線療法（MRT）は新しい放射線治療法として期待されている。数十μm 幅に絞った微小Ｘ線ビームを「すだれ状」に照射することで、正常組織を守りつつ、がん組織を完全に破壊することが MRT の手法である。
本研究では MRT の抗がん効果の仕組みとして「がん組織ではＸ線が照射された細胞（照射細胞）から周囲の非照射細胞にバイスタンダー因子が伝達され死滅する（バイスタンダー効果説）。正常組織では照射細胞に周囲の非照射細胞からレスキュー因子が伝達され形態が守られる（レスキュー効果説）」という仮説を立て、細胞レベルでの実験を中心に検証することを目的とした。
本年度はヒト正常胎児肺由来繊維芽細胞（WI38）とヒト肺胞基底上皮腺がん細胞（A549）のそれぞれの細胞集団に、1Gy のＸ線を照射野面積を変えて照射し、照射細胞1個当たりの DNA 二重鎖切断（DSB）数を比較した。その結果、WI38 では同じ 1Gy であっても照射野面積が小さいと DSB 数が顕著に減少していたが、A549 では同様の傾向は見られなかった。
これらの結果から、１）正常細胞集団では照射野面積が小くなると（照射細胞が非照射細胞に完全に囲まれている状態）照射細胞と非照射細胞の間でレスキュー効果が生じている、２）がん細胞集団では照射野面積に依存した DSB 数の変化が見られなかったことから照射細胞と非照射細胞の間でレスキュー効果が生じていない可能性が考えられた。今後、他の細胞種でも検討し、正常細胞とがん細胞では、照射細胞と非照射細胞の細胞間コミュニケーションが異なることを明らかにする予定である。また、細胞死、細胞増殖能、レスキュー因子（cAMP, NF-κB）を指標とした解析も進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、がん細胞集団に 1Gy のＸ線を照射野面積を変えて照射し、DSB数を調べた結果、がん細胞ではレスキュー効果が生じていない可能性を見出した。よって、がん細胞と正常細胞では、照射細胞と非照射細胞の細胞間コミュニケーションが異なっている可能性がある。この結果はMRT の抗がん効果のメカニズムを考える上で重要な知見となったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
他のヒト正常細胞集団とヒトがん細胞集団を用いて照射面積と影響（DSB、細胞死、細胞増殖）の関係を検討し、正常細胞とがん細胞では照射細胞と非照射細胞の細胞間コミュニケーションが異なっていることを明らかにする。また、正常細胞とがん細胞を混合培養してX線マイクロビームをすだれ状照射し、MRTの抗がん効果にレスキュー効果とバイスタンダー効果が関与しているかをそれぞれの因子であるcAMPやNF-κBを指標として検討していく予定である。
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