メダカ胸腺を指標にした放射線複合影響の可視化と定量化
| Project/Area Number |
21K12251
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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 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
丸山 耕一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 福島再生支援研究部, 主幹研究員 (70349033)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 胸腺 / メダカ / 放射線 / 複合影響 / 胸腺萎縮 / 放射線障害 / 概日リズム障害 |
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| Outline of Research at the Start |
環境評価生物であるメダカの胸腺をターゲットにして、放射線+αの異なる複数のストレスをメダカに与え、胸腺の萎縮の程度から、ストレス影響が現れるしきい値を検証する。具体的にαは、A)概日リズム障害、B)化学物質、C)心因的要因を想定している。 申請者はこれまでに、胸腺が生きたまま可視化出来る遺伝子改変メダカを用いて、放射線影響を定量化出来るシステムを構築している。この系は生体そのものが受けているストレスを直接生きたまま観察、定量可能な系であることから、簡便に放射線+αのストレスへの効果を定量化出来るものであり、様々な複合影響や未知なるストレス因子などへの応用が可能である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、環境評価生物であるメダカの胸腺をターゲットにして、放射線+αの異なる複数のストレスをメダカに与え、胸腺の萎縮の程度から、ストレス影響が現れるしきい値を検証する。具体的にαは、A)概日リズム障害、B)化学物質、C)心因的要因を想定している。これまでA)概日リズム障害については、4日毎に８時間ずつ明暗サイクルを早める事で、胸腺の萎縮を確認しており、放射線照射との相乗効果があるのかどうかについて検証を始めている。 B)化学物質については、試薬購入の遅延などの関係から、今年度検証を行った。文献のメダカ致死濃度を参考に、亜ヒ酸の濃度を振って試したが、致死濃度よりもかなり高濃度にしないと胸腺への影響は出ないことが示された。C)心因的要因については、大きさの異なる２匹のメダカを同鉢で飼育する事で、心因的要因からの有意な胸腺萎縮が引き起こすことが観察されたので、放射線との複合影響実験を進めている。 本研究の成果については、日本放射線影響学会第65回大会にて、 「Development of a biosystem for detecting the combined effects of radiation and other stress factors using medaka thymus. メダカ胸腺を指標にした放射線との複合影響定量システムの開発」の演題で発表を行い、聞きに来た研究者とディスカッションを行い、問題点等を話し合った。
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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
本課題の目的は、A)概日リズム障害、B)化学物質、C)心因性ストレスをそれぞれ別々に与え、メダカ胸腺へ影響が出るしきい値の算定、さらに放射線照射のストレスとの関係について調べることにある。
A)概日リズム障害 マウスなどでの先行研究の結果を参考にして、明暗サイクルを4日毎に8時間前倒しし、計12日を1クールとして、胸腺の萎縮を確認している。その後に放射線を照射することで、これまでのX線だけのストレスに比べてどの程度効果が増大するかの検証をおこなっている。
B)化学物質(無機ヒ素) 胸腺は環境からの影響を受けやすく、多くの環境中に存在する化学物質が胸腺萎縮作用を持つことが知られている。今年度、亜ヒ酸Naを購入し暴露実験を行った。文献では10ppmで亜致死とある。今回10ppmを基準に濃度を下げて実験を行ったが、いずれも胸腺の萎縮は観察されなかった。そのため濃度を上げて実験を行い、500ppmの濃度でようやく胸腺への萎縮が確認された。ただ、この濃度では翌日に死亡する個体も出てきており、実験には適さない事が判明した。
C)心因性ストレス 胸腺萎縮は、様々な心因性ストレスでも引き起こされることが知られている。昨年までの研究成果では、大きいメダカと小さいメダカを同鉢で飼育することで、小さいメダカに心因性ストレスがかかり、胸腺の萎縮を観察している。今年度、そこにさらに放射線のストレスをかける実験を始めた所である。
また、これらのA）の実験中に直接は関係ないが、興味深い現象が観察された。冬期に室内が過度に乾燥するため（湿度10％以下）、飼育に支障をきたすため、メダカの個別ケージに蓋を乗せ乾燥を防ごうとしたところ、胸腺の萎縮が観察された。今後この現象についても余力があれば、試してみたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度行ったB)化学物質(亜ヒ酸Na) については、想定以上の濃度の暴露をやらなければ、胸腺が萎縮しない事を確認した。このため今後は、A)概日リズム障害とC)心因性ストレスに絞って、放射線照射ストレスとの関係のデータを積極的に出していくつもりである。また、A)概日リズム障害の実験時に飼育ケージに蓋をする事で、胸腺の萎縮が観察された事象が見られたので、これに関しても余力があれば、解析していきたい。
今後とも研究計画に従い、研究を遂行して、学会発表や論文として発表を行っていきたいと考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Enhanced effects of chronic restraint-induced psychological stress on total body Fe-irradiation-induced hematopoietic toxicity in Trp53-heterozygous mice.2022
Author(s)
Wang Bing, Katsube Takanori, Tanaka Kaoru, Ninomiya Yasuharu, Hirakawa Hirokazu, Cuihua Liu, Maruyama Kouichi, Guillaume Vares, Kito Seiji, Nakajima Tetsuo, Fujimori Akira, Nenoi Mitsuru
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Journal Title
Life
Volume: 12(4)
Issue: 4
Pages: 565-565
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] More efficient induction of genotoxicity by high-LET Fe-particle radiation than low-LET X-ray radiation at low doses.2022
Author(s)
Wang Bing, Katsube Takanori, Tanaka Kaoru, Ninomiya Yasuharu, Hirakawa Hirokazu, Cuihua Liu, Maruyama Kouichi, Murakami Masahiro, Nakajima Tetsuo, Fujimori Akira, Nenoi Mitsuru
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Journal Title
Radiation Medicine and Protection
Volume: -
Issue: 1
Pages: 11-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Synergistic effects of chronic restraint-induced stress and low-dose 56Fe-particle irradiation on induction of chromosomal aberrations in Trp53-heterozygous mice.2021
Author(s)
Takanori Katsube , Bing Wang , Kaoru Tanaka , Yasuharu Ninomiya , Hirokazu Hirakawa , Cuihua Liu , Kouichi Maruyama , Guillaume Vares , Qiang Liu , Seiji Kito , Tetsuo Nakajima , Akira Fujimori , Mitsuru Nenoi
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Journal Title
Radiation Research
Volume: 196(1)
Issue: 1
Pages: 100-112
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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