宇宙放射線被ばくによる発がんリスクの推定； 病理およびゲノム変異解析から

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 18H04992
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: 柿沼 志津子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所, 副所長(任常) (20392219)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 宇宙放射線 / 被ばく / 発がん / マウス / 生物影響

Outline of Annual Research Achievements

宇宙環境においてヒトは常に宇宙放射線を被ばくするため、将来の長期滞在に向けて最も関心の高い人体影響は、宇宙放射線被ばくによる発がんと継世代影響である。宇宙放射線の成分は地上と異なり、陽子線、中性子線に加えて、鉄イオンのような重粒子線が含まれるが、その発がんリスクのデータは不足している。
本研究では、①B6C3F1 マウスに鉄イオン、シリコンイオン、またはアルゴンイオンを照射した実験群の保存サンプルの病理解析を行い、各臓器の発がんリスクを求める。また、②ゲノム変異解析を行うことで線形エネルギー付与(Linear Energy Transfer : LET)の違いにより発がんメカニズムが異なるかを検討し、重粒子線（鉄イオン、シリコンイオン、アルゴンイオン）による、発がんリスクとゲノム変異の特徴を新たに提示することを目的とする。
H30 年度は、ガンマ線、シリコン、アルゴン及び鉄イオン照射後のマウスの寿命解析を行い、非照射群に比べたハザードリスクを求め、海外の学会等で報告した。鉄イオン誘発リンパ腫については、免疫染色により起源細胞（B 細胞かT 細胞か）を分類し、非照射またはガンマ線照射群のリンパ腫のデータと比較した。病理解析の終了した鉄イオン誘発がんについては、次世代シークエンサーを用いたエクソームシークエンス解析を開始した。令和元年度は、鉄イオン照射群に加え、シリコン、アルゴン照射群のリンパ腫と肝がんの病理解析を進めた。その結果、各放射線誘発群のリンパ腫と肝がん発生のハザードリスクには、線量依存性と線質依存性が認められた。ガンマ線誘発リンパ腫においては、放射線被ばく特有に早期に誘発される亜型を同定し論文投稿した。さらに、リンパ腫と肝がんのエクソーム解析を継続し、重粒子線被ばくによる発がんリスクとゲノム変異の特徴からメカニズムを明らかにすることが今後の課題である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Space radiation biology for “Living in Space” (2020)
  • Author(s): Furukawa S, Nagamatsu A, Nenoi M, Fujimori A, Kakinuma S, Katsube T, Wang B, Tsuruoka C, Shirai T, Nakamura AJ, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Harada H, Kobayashi M, Kobayashi J, Kunieda T, Funayama T, Suzuki M, Miyamoto T, Hidema J, Yoshida Y, Takahashi A.
  • Journal Title: BioMed Res Int. Volume: 2020 Issue: 1 Pages: 4703286-4703286
  • DOI: 10.1155/2020/4703286
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 放射線誘発ラット乳癌の全エクソーム解析 (2020)
  • Author(s): 森山 ひとみ, 臺野 和広, 今岡 達彦, 高畠 賢, 森岡 孝満, 石川 敦子, 井上 一雅, 福士 政広, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 東京大学がんプロフェッショナル養成プラン大学院生研究発表会, 東京大学がんプロフェッショナル養成プラン
• [Presentation] 動物実験による放射線被ばく後の B 細胞リンパ腫のリスクおよび発症メカニズム解析 Analysis of the risk and underlying mechanism s of B cell lymphoma after radiation exposure by animal experiment (2019)
  • Author(s): 橘 拓孝, 臺野 和広, 森岡 孝満, 石川 敦子, 金 小海, 小川 真里, 藤田 美鈴, 松浦 彰, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 第56回アイソトープ・放射線研究発表会, 日本アイソトープ協会
• [Presentation] 宇宙放射線被ばくによる発がんリスクの推定；病理およびゲノム変異解析から (2019)
  • Author(s): 柿沼 志津子, 鶴岡 千鶴, 尚 奕, 甘崎 佳子, 今岡 達彦, 西村 まゆみ, 島田 義也
  • Organizer: 新学術領域研究「宇宙に生きる」2019年度 第1回全体会議
• [Presentation] Risk of carbon ions irradiation on lifespan shortening after exposure of mice at fetal, childhood and adult periods (2019)
  • Author(s): Shizuko Kakinuma
  • Organizer: ICRR 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cancer risk after exposure to space radiation by pathological and genomic analyses (2019)
  • Author(s): 鈴木 健之, 柿沼 志津子, 森岡 孝満, 臺野 和広, 鶴岡 千鶴, 尚 奕, 甘崎 佳子
  • Organizer: 新学術「宇宙に生きる」若手夏合宿2019
• [Presentation] 放射線被ばく後のマウスB細胞リンパ腫の発症リスクと発がん分子機構の解析 (2019)
  • Author(s): 橘 拓孝, 臺野 和広, 森岡 孝満, 石川 敦子, 尚 奕, 金 小海, 小川 真里, 藤田 美鈴, 松浦 彰, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 令和元年度若手放射線生物学研究会専門研究会, 若手放射線生物学研究会
• [Presentation] Subtype classification and whole-exome sequencing of γ-ray- or neutron-induced rat mammary carcinomas γ線あるいは中性子線誘発ラット乳がんの サブタイプ分類及び全エクソームシークエンス解析 (2019)
  • Author(s): 森山 ひとみ, 臺野 和広, 今岡 達彦, 高畠 賢, 森岡 孝満, 石川 敦子, 井上 一雅, 福士 政広, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 第62回日本放射線影響学会大会
• [Presentation] Early-induction of precursor B-cell lymphoma in mice after radiation exposure and underlying molecular mechanisms 放射線を被ばくしたマウスにおける前駆B 細胞性リンパ腫の 早期発症とその分子機構 (2019)
  • Author(s): 橘 拓孝, 臺野 和広, 森岡 孝満, 石川 敦子, 尚 奕, 金 小海, 小川 真里, 藤田 美鈴, 松浦 彰, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 日本放射線影響学会第62回大会
• [Presentation] Genomic and histopathological features of lung tumors in mice irradiated with different types of radiation (2019)
  • Author(s): Kenshi Suzuki, Shunsuke Yamazaki, Ken-ichi Iwata, Yutaka Yamada, Takamitsu Morioka, Kazuhiro Daino, Yoshiko Amasaki, Mutsumi Kaminishi, Mari Ogawa, Yoshiya Shimada, Shizuko Kakinuma
  • Organizer: Radiation Research society Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genomic alterations in spontaneous and radiation-induced hepatocellular carcinoma in B6C3F1 mice (2019)
  • Author(s): Yi Shang, Kazuhiro Daino, Atsuko Ishikawa, Takamitsu Morioka, Shizuko Kakinuma
  • Organizer: The 65th Annual Radiation Research Society Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] APCMin/+マウスを用いた宇宙空間模擬環境による生体影響評価 (2019)
  • Author(s): 鈴木 健之, 横溝 真哉, 鶴岡 千鶴, 上西 睦美, 岡部 まゆみ, 遠坂 歌子, 柳原 啓見, 武島 嗣英, 森岡 孝満, 神戸 崚輔, 高橋 昭久, 柿沼 志津子
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第33回大会
• [Presentation] 重粒子線被ばくがマウスリンパ腫の発症に与える影響の解析 (2019)
  • Author(s): 橘 拓孝, 小久保 結未, 天野 健太, 森岡 孝満, 臺野 和広, 金 小海, 石川 敦子, 藤田 美鈴, 小川 真里, 松浦 彰, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第３３回大会
• [Presentation] 中性子線誘発ラット乳がんの病理学的および遺伝子変異解析 (2019)
  • Author(s): 森山 ひとみ, 臺野 和広, 今岡 達彦, 高畠 賢, 森岡 孝満, 石川 敦子, 西村 由希子, 井上 一雅, 福士 政広, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第33回大会
• [Presentation] Radiation exposure induces early onset of mouse precursor B-cell lymphoma with specific genomic aberrations (2019)
  • Author(s): Hirotaka Tachibana, Kazuhiro Daino, Takamitsu Morioka, Yi Shang, Atsuko Ishikawa, Mari Ogawa, Misuzu Fujita, Akira Matsuura, Hiroyuki Nogawa, Yoshiya Shimada, Shizuko Kakinuma
  • Organizer: 16th International Congress of Radiation Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Whole-exome sequencing analysis to identify somatic mutations in radiation-induced rat mammary carcinomas (2019)
  • Author(s): Hitomi Moriyama, Kazuhiro Daino, Tatsuhiko Imaoka, Masaru Takabatake, Takamitsu Morioka, Atsuko Ishikawa, Kazumasa Inoue, Masahiro Fukushi, Yoshiya Shimada, Shizuko Kakinuma
  • Organizer: The 16th International Congress of Radiation Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ISS搭載凍結受精卵に対する宇宙放射線の影響 (2019)
  • Author(s): 柿沼 志津子, 鶴岡 千鶴, 塚本 智史, 鬼頭 靖司, 小久保 年章, 和田 彩子, 畠山 朋美, 島田 義也, 矢野 幸子, 鈴木 智美, 東端 晃, 多田 基紀, 鈴木 ひろみ, 嶋津 徹
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会 第33回大会
  • Invited
• [Presentation] Cancer risk after exposure to space radiation by pathological and genomic analyses (2018)
  • Author(s): Shizuko Kakinuma, Xiaohai Jin, Hirotaka Tachibana, Takamitsu Morioka, Kazuhiro Daino, Chizuru Tsuruoka, Yi Shang, Yoshiko Amasaki, Yoshiya Shimada
  • Organizer: 44th European Radiation Research Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 重粒子線・中性子線施設を用いた宇宙放射線影響研究 (2018)
  • Author(s): 柿沼 志津子, 鶴岡 千鶴, 尚 奕, 甘崎 佳子, 今岡 達彦, 西村 まゆみ, 島田 義也
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第32回大会,
  • Invited
• [Presentation] 線質の異なる放射線誘発マウス肺がんの病理組織学的評価 (2018)
  • Author(s): 鈴木 健之, 柿沼 志津子, 森岡 孝満, 臺野 和広, 甘崎 佳子, 小川 真里, 岩田 健一, 山崎 隼輔, 山田 裕, 島田 義也
  • Organizer: 日本放射線影響学会第61回大会
• [Presentation] 鉄イオン線照射後のマウスに発生するリンパ系腫瘍の解析 (2018)
  • Author(s): 小久保 結未, 森岡 孝満, 臺野 和広, 金 小海, 石川 敦子, 橘 拓孝, 小川 真里, 藤田 美鈴, 柿沼 志津子, 田代 聡
  • Organizer: 日本放射線影響学会第61回大会
• [Presentation] Effect of radiation exposure on mouse B-cell lymphoma development (2018)
  • Author(s): 橘 拓孝, 臺野 和広, 森岡 孝満, 石川 敦子, 金 小海, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 第77回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 高LET放射線によって生じたマウス肺がんの病理組織学的評価 (2018)
  • Author(s): 鈴木 健之, 山崎 隼輔, 岩田 健一, 森岡 孝満, 臺野 和広, 甘崎 佳子, 小川 真里, 山田 裕, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 宇宙生物科学会第32回大会
• [Presentation] 宇宙放射線被ばくによる発がんリスクの推定：病理およびゲノム変異解析から (2018)
  • Author(s): 柿沼 志津子, 森岡 孝満, 鶴岡 千鶴, 尚 奕, 甘崎 佳子, 臺野 和広
  • Organizer: 新学術領域「宇宙に生きる」2018年度第1回全体会議
• [Presentation] 様々な線質の放射線により生じたマウス肺がんの病理組織学的評価 (2018)
  • Author(s): 鈴木 健之, 山崎 隼輔, 岩田 健一, 森岡 孝満, 臺野 和広, 甘崎 佳子, 小川 真里, 山田 裕, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 新学術領域研究【宇宙に生きる】2018年度 第2回全体会議
• [Presentation] 様々な線質の放射線により生じたマウス肺がんの病理組織学的評価 (2018)
  • Author(s): 鈴木 健之, 山崎 隼輔, 岩田 健一, 森岡 孝満, 臺野 和広, 甘崎 佳子, 小川 真里, 山田 裕, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 平成30年度「宇宙に生きる」若手夏合宿
• [Presentation] 電離放射線被ばく後のマウスB細胞リンパ腫の発がんリスク (2018)
  • Author(s): 橘 拓孝, 森岡 孝満, 臺野 和広, 金 小海, 小川 真里, 島田 義也, 柿沼 志津子
  • Organizer: 平成30年度「宇宙に生きる」若手夏合宿