Evaluating the biological effects of low-dose radiation based on the changes of tissue stem cells and mitochondrial metabolism
| Project/Area Number |
23K24290
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| Project/Area Number (Other) |
22H03029 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
李 桃生 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 弘大 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (10719496)
浦田 芳重 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 特任研究員 (30185087)
後藤 信治 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
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| Keywords | 放射線影響 / 幹細胞機能 / ミトコンドリア / 低線量率放射線 / 幹細胞傷害 / ミトコンドリア機能 / ミトコンドリア代謝 |
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| Outline of Research at the Start |
低線量放射線の遠隔期確率的影響に関しては未だに不明瞭な点が多く残されている。本研究は、最新の研究手法を駆使して、放射線の生体影響を分子・細胞・臓器・生体レベルで総合的に定量評価し、特に組織幹細胞とミトコンドリア代謝機能などの新しい角度から低線量放射線被ばくの遠隔期確率的影響をより高感度で的確に素早く捉えられることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
低線量率放射線照射装置を長崎大学内に保有していないため、採択後に広島大学での照射を依頼したが、広島大学での関連倫理委員会の申請と審査手続きが時間を要したため、計画していた健常C57BL6マウスを用いた低線量率の照射と解析はできなかった。代わりに、以下の代案で研究を行った。
１、 0.02 Gy/で250日間照射、または0.１ Gy/日で50日間照射したC3/B6N-F1-ApcMin/-マウスから採集した骨髄および肝臓組織標本(凍結）を用いて、 免疫染色法で細胞傷害（53BP1 およびγ-H2AX）、細胞老化（p16INK4A）、および炎症性関連受容体（TNFR, CXCR）の発現量をで定量評価した（データ集計中）。また、電子伝達系複合体の発現量についてもイムノブロット法で測定し、定量集計中である。
２、健常C57BL/6マウスを用いて、低線量率でない放射線照射を0, 2, 10, 50, and 250 mGy 日で30日間を行い、照射終了3か月後にマウス骨髄単核球細胞からc-kit陽性幹(前駆）細胞を単離し、ミトコンドリア機能（mitochondrial respiratory chain complexes I, II, III, IV, V) の発現を調べた。その結果、残念ながらその発現量は有意な変化が認められなかった。
３、健常C57BL/6マウスを用いて、高放射線照射による肺線維化と組織間葉系幹細胞機能傷害を調べた。その結果、放射線による肺線維化誘導機構の解明や組織間葉系幹細胞機能傷害の緩和方法など多くの成果と知見を得られた。
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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
当初予定していた健常C57BL6マウスに対する低線量率放射線照射と解析は諸事情で実施できなかったが、本研究プロジェクトの目的を沿い、最善の代案で研究を実施でき、多くの有益な知見と成果を得られた。また、令和５年度の低線量率放射線照射は広島大学で実施することが既に決められており、試験的な照射も開始している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度は、当初の計画通り、C57BL6マウスに対する低線量率放射線照射を行い、照射終了1週と4週後に、細胞傷害（Molecular Toxicology Pathway RT2Profiler PCR arrayで評価）、細胞老化とDNA損傷応答（免疫染色法でp16INK4Aや53BP1 などの発現）、幹細胞機能（単離した骨髄由来c-kit 陽性細胞を培養し、コロニーの形成で評価）、ミトコンドリア機能（電子伝達系複合体の活性、活性酸素の産生）、および臓器代謝機能（PET/SPECTにて肝臓と心臓における糖代謝）などにて、放射線傷害を総合的に評価する。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
