| Project/Area Number |
24K03079
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
福永 久典 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (50781267)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横谷 明徳 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, 専門業務員 (10354987)
白土 博樹 北海道大学, 医学研究院, 教授 (20187537)
深作 亮也 九州大学, 数理学研究院, 助教 (40778924)
加葉田 雄太朗 長崎大学, 総合生産科学研究科(情報データ科学系), 助教 (40830097)
水田 正弘 統計数理研究所, 大学統計教員育成センター, 特任教授 (70174026)
小野寺 康仁 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (90435561)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
|
|---|
| Keywords | 空間分割照射 / 精巣 / 精子形成 / 生殖幹細胞 / 数理モデル / 放射線不妊 / がん・生殖医療 / 組織代償効果 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、雄性生殖細胞特異的に発現するAcrosin に発光タンパク質Luciferase を標識した精子形成可視化マウスを用いて、空間分割照射（マイクロスリット照射）後の精巣で予想されるTSEについてin vivoイメージングによる検証を行う。同時に、空間分割照射後TSEの原理を説明できる数理モデル開発に取り組む。期待される成果として、放射線防護学体系の堅牢化や、妊孕性温存を可能とする新規放射線治療技術の基盤的知見の創出が挙げられる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
精巣が放射線に被ばくした際に、その線量が「しきい線量（全体の1％の人に影響が現れる線量）」を超えると、雄性生殖細胞の障害により精子形成（生殖細胞の分化）が阻害される。その結果、受精可能な精子が得られず放射線不妊を呈すると、従来では考えられてきた。しかし、近年、空間的分割照射技術の発展によって、「組織内で放射線トラックが直接ヒットする細胞とヒットしない細胞が混在する条件」下では、しきい線量を越えても機能障害がみられないという報告が相次ぎ、そのメカニズム解明が喫緊の課題となっている。
今年度は、減数分裂期に特異的に発現するタンパク質に発光タンパク質を標識した可視化マウスを用いて、精巣に対する空間分割（遮蔽材を用いたマイクロスリット）X線照射とin vivoイメージングによる経時的観察を試みた。4週齢の雄マウスの下半身に対して、通常のX線照射装置を用いて5Gy、10Gyの単回のX線照射を行い、照射後は毎週 in vivo イメージングを実施した。その結果、発光強度の測定によって、精子形成能が評価できることを確認した。次に、高精度なマイクロスリット照射の実現に向けて、ワイヤー放電加工によって、300μm幅のスリットを備えたタングステン製放射線遮蔽材を作成した。そして、透過型線量確認フィルムによる実測と放射線挙動解析コード PHITSによる理論線量評価の結果、十分な空間分割照射が達成できることを見出した。現在、条件検討を終えて、空間分割照射後の精子形成能の温存のメカニズム解明に向けた検討を行っている段階である。
また、数理モデルの開発に向けて、課題の洗い出しと先行文献の探索を行った。そして、幹細胞数の集団的な制御を連続体モデルとして記述できる可能性を見出すことができた。今後の具体的な数理モデルの策定に向けて、各種パラメータ探索を進めている段階である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画のとおり、初年度は放射線照射条件の検討を行うとともに、数理モデルの開発に向けた準備を進めることができた。そして、次年度中にin vivoイメージング測定・解析が終了し、妊孕性温存の条件とそのメカニズムを詳細に検討するとともに、実測値と理論値の比較によって数理モデルの検証が開始できる見込みである。したがって、本研究は概ね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は、研究計画のとおり、in vivoイメージング測定・解析を行い、妊孕性温存の条件とそのメカニズムを詳細に検討するとともに、実測値と理論値の比較による数理モデルの検証を遂行する。
|
