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超高線量率照射法FLASHによる腫瘍選択的DNA酸化損傷の質量顕微鏡的検証

Research Project

Project/Area Number 21K20798
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0901:Oncology and related fields
Research InstitutionHamamatsu University School of Medicine

Principal Investigator

荒牧 修平  浜松医科大学, 医学部附属病院, 特任助教 (60907872)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsFLASH / 放射線治療 / 質量分析イメージング / リピドミクス / 質量顕微鏡 / DNA / 超高線量率照射法
Outline of Research at the Start

超高線量率照射法(FLASH)は、有害事象を軽減することから、従来の線量限界を超えた処方線量をがんに照射できる可能性が期待されている。その生物学的メカニズムとして酸素枯渇仮説(Oxygen depletion hypothesis; ODH)が提唱され、根治照射応用に向けて、in vivoにおけるエビデンスの構築が求められている。そこで、本研究では、FLASH照射後の担癌マウスにおけるDNA酸化損傷の腫瘍限局性について質量顕微鏡を用いて検証する。これにより、FLASHがなぜ抗腫瘍効果を落とさずに有害事象を低減できるかの機序解明につながることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

FLASHの提唱後、従来よりも短時間での放射線照射後の生体反応について評価する必要性が出てきた。今年度は従来の線量率における生体反応評価を行った結果を論文として発表した。時間としては照射後5分以内の評価を試みた。時間的な面を考慮し、対象は脂質とし、液体クロマトグラフィー質量分析により計測を行った。脂質は二重結合を有する分子が多く存在するため放射線によるラジカルとの反応性が高いことが知られており、多くの酸化脂質が検出されることが予想された。しかし、結果として、不飽和脂肪酸を複数含んだ脂肪酸(多価不飽和脂肪酸)を側鎖として有する脂質が増加した。5分という短時間では脂質合成は不可能であることから、遊離脂肪酸を原料とした合成経路が想定された。実際に、遊離脂肪酸の量を調べたところ減少が見られ、Lands cycleによる生体反応である可能性が考えられた。FLASH照射実験については、現在FLASHの臨床試験を行っているVarianとFLASHを提唱したフランスのキュリー研究所との共同研究を開始した。VarianからはFLASHサンプルが送付されることが決定しており、キュリー研究所のFLASHサンプルはヒトのサンプルであることから現在契約等の手続きを進めているところである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

アメリカ企業Varian、フランスの学術機関キュリー研究所との契約に時間を要した。海外の研究機関であるため、サンプルの輸送などの際しての制約はあるものの、FLASHの臨床試験を進めているVarianや、FLASH研究のパイオニアチームであるキュリー研究所との共同研究を行える意義は大きいと考える。

Strategy for Future Research Activity

VarianからはFLASHサンプルが送付されることが決定したため、その解析を進めたい。キュリー研究所との秘密保持契約を締結したので、FLASH実験を加速させたい。キュリー研究所のFLASHチームは正常組織の評価を行っているため、癌モデルについては現地に出向き実験を行う予定である。また、本学でもFLASH照射装置を導入すれば制限がなくなるため、そちらの申請も進めているところである。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] キュリー研究所(フランス)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] キュリー研究所(フランス)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Lipid Polyunsaturated Fatty Acid Chains in Mouse Kidneys Were Increased within 5 min of a Single High Dose Whole Body Irradiation.2023

    • Author(s)
      Li W, Zhang C, Aramaki S, Xu L, Tsuge S, Sakamoto T, Mamun MA, Islam A, Hayakawa T, Takanashi Y, Dubail M, Konishi K, Sato T, Kahyo T, Fouillade C, Nakamura K, Setou M.
    • Journal Title

      Int J Mol Sci.

      Volume: 24 Issue: 15 Pages: 12439-12439

    • DOI

      10.3390/ijms241512439

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lipidomics-based tissue heterogeneity in specimens of luminal breast cancer revealed by clustering analysis of mass spectrometry imaging: A preliminary study.2023

    • Author(s)
      Aramaki S, Tsuge S, Islam A, Eto F, Sakamoto T, Oyama S, Li W, Zhang C, Yamaguchi S, Takatsuka D, Hosokawa Y, Waliullah ASM, Takahashi Y, Kikushima K, Sato T, Koizumi K, Ogura H, Kahyo T, Baba S, Shiiya N, Sugimura H, Nakamura K, Setou M.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 18 Issue: 5 Pages: e0283155-e0283155

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0283155

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] FLASH radiotherapy spares the transcription of a lipid metabolism pattern specific to murine lung AT2 cells2023

    • Author(s)
      Antoine Mavrikios, Maxime Dubail, Juliette Soulier,Sophie Heinrich, Charlene Lasgi, Julio Lopes Sampaio, Shuhei Aramaki, Arturo Londono-Vallejo, Gilles Crehange, Charles Fouillade
    • Organizer
      7th Edition of the International Conference on Immunotherapy Radiotherapy Combinations
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] キュリー研究所FLASHチームリーダー publication list

    • URL

      https://institut-curie.org/personne/charles-fouillade

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks] キュリー研究所FLASHチームリーダーpublication list

    • URL

      https://institut-curie.org/personne/charles-fouillade

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-12-25  

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