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Evaluating the biological effects of low-dose radiation based on the changes of tissue stem cells and mitochondrial metabolism

Research Project

Project/Area Number 23K24290
Project/Area Number (Other) 22H03029 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

李 桃生  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)

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)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
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)
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
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。

Outline of Annual Research Achievements

健常C57BL/6マウス(8週齢)を用いて、0, 1, 10, and 100 mGy/日の低線量率で30日間連続照射を行い、照射終了1週間(急性期)および3ヶ月後(慢性期)にマウスを犠牲死させ、末梢血、骨髄単核球細胞、心臓組織、および肝臓組織を採集した。採集した骨髄単核球細胞からc-kit陽性幹(前駆)細胞を単離し、コロニー形成機能などの解析を行った。また、採取した組織・細胞の検体標本を凍結保蔵した。
マウスの体重および心臓・肝臓の肉眼所見、急性期と慢性期において全ての線量で明らかな変化が見られなかった。また、急性期において、骨髄単核球細胞の数にはすべての線量で有意な変化が見られなかったが、コロニー形成数では1 mGy/日の線量を含めて、線量依存的に有意な減少を認められた。しかし、分離したc-kit陽性幹(前駆)細胞の数およびコロニー形成数は全ての線量において有意な変化が見られなかった。一方、慢性期において、分離したc-kit陽性幹(前駆)細胞の数は全ての線量で有意な変化が見られなかったが、コロニー形成数では10 mGy/日の線量以上で線量依存的に有意な減少を認められた。
採集した血清、心臓、肝臓、および分離した骨髄由来c-kit陽性幹(前駆)細胞からRNAおよびタンパクの分離・保蔵もほぼ完了している。また、肝臓組織などミトコンドリア機能関連分子の発現などの解析も進んでおり、データ集計中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マウスの低線量率照射実験は既に終了し、研究に必要な検体標本の採集・処理も無事に行いました。また、一部の解析も進んでおり、興味深い所見も得られた。

Strategy for Future Research Activity

採集した血清、心臓、肝臓、分離した骨髄由来c-kit陽性幹(前駆)細胞などを用いて、ミトコンドリア機能および臓器代謝機能などの視点から、放射線傷害をより詳細かつ総合的に評価する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Nicaraven attenuates the acquired radioresistance of established tumors in mouse models via PARP inhibition2024

    • Author(s)
      Huang Kai, Yan Chen, Abdelghany Lina, Zhang Xu, Jingu Keiichi, Li Tao-Sheng
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Biochemistry

      Volume: - Issue: 1 Pages: 341-353

    • DOI

      10.1007/s11010-024-04958-6

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nicaraven Exerts a Limited Effect on Radiation-Induced Inhibition of Tumor Growth in a Subcutaneous Murine Tumor Model2023

    • Author(s)
      Abdelghany Lina、Xu Yong、Sekiya Reiko、Yan Chen、Jingu Keiichi、Li Tao-Sheng
    • Journal Title

      Radiation Research

      Volume: 200 Issue: 4 Pages: 382-388

    • DOI

      10.1667/rade-22-00212.1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nicaraven mitigates radiation-induced lung injury by downregulating the NF-κB and TGF-β/Smad pathways to suppress the inflammatory response2022

    • Author(s)
      Xu Yong、Zhai Da、Goto Shinji、Zhang Xu、Jingu Keiichi、Li Tao-Sheng
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: 158-165

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab112

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimization on the dose and time of nicaraven administration for mitigating the side effects of radiotherapy in a preclinical tumor-bearing mouse model2022

    • Author(s)
      Xu Yong、Abdelghany Lina、Sekiya Reiko、Zhai Da、Jingu Keiichi、Li Tao-Sheng
    • Journal Title

      Therapeutic Advances in Respiratory Disease

      Volume: 16

    • DOI

      10.1177/17534666221137277

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The effect of ionizing radiation on testicular interstitial cells2023

    • Author(s)
      Esraa Tamam, Tao-Sheng Li
    • Organizer
      第66回日本放射線影響学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The expression of adhesion and extracellular matrix molecules in the irradiated murine lung2023

    • Author(s)
      Chen Yan, Tao-Sheng Li
    • Organizer
      第66回日本放射線影響学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Nicaraven attenuates radiation-induced lung injury by suppressing inflammatory response2022

    • Author(s)
      Yong Xu, Da Zhai, Shinji Goto, Xu Zhang, Keiichi Jingu, Tao-Sheng Li
    • Organizer
      第65回日本放射線影響学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Preclinical optimization on the dose and time of nicaraven administration for attenuating the side effects of radiotherapy2022

    • Author(s)
      Lina Abdelghany, Yong Xu, Reiko Sekiya, Keiichi Jingu, Tao-Sheng Li
    • Organizer
      第65回日本放射線影響学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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