低エネルギー放射線の生物作用に関する総合研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03304053
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐々木 正夫 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (20013857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松原 升 横浜市立大学, 医学部, 教授 (40014120) ; 澤田 昭三 広島大学, 原爆放射能医学研究所, 教授 (60034625) ; 鈴木 文男 金沢大学, 薬学部, 助教授 (10019672) ; 小林 克己 高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 助教授 (20114077) ; 檜枝 光太郎 立教大学, 理学部, 教授 (20062656)
• Keywords: 低エネルギー放射線 / 放射線荷重係数 / 二次電子 / DNA切断 / 染色体異常 / 突然変異 / 光電吸収 / 超軟X線

Research Abstract

低エネルギー放射線は放射線の生物作用の基礎過程の解明の強力な武器となるとされているが、従来より適当な線源がないことから生物実験のデータがなく、放射線の生物作用の理論的解明や人体影響の評価の障害となっていた。本研究は、最近利用可能となってきた単色軟X線やエネルギーを制御された低エネルギー中性子を駆使し、生物効果の定量解析から放射線の生物作用の基礎過程の解明を目指してきた。プラスミドDNAの分子解離は、乾燥系では構成原子のエネルギー吸収で説明できるが、水溶液系では二次電子の寄与が重要であることが分かった。このことは、イーストの突然変異やマウス培養細胞の染色体突然変異でもリン原子の内殻電離を利用した実験からも実証された。さらに、低エネルギーX線の場合、分子濃度と共に効果が上昇することは光電吸収によるオージェ電子の寄与が増えることを意味する。X線造影剤の沃素を標的とした実験から沃素原子の共鳴吸収が染色体異常を上昇させることが証明され、がん治療としての光子活性化療法の可能性を示す。1MeV前後の高速中性子は細胞死、突然変異、がん化に関して高い生物効果を示すが、中性子フィルターを使って20keV前後にまで減速しても生物効果は変わらないことが明らかとなった。この結果は、低エネルギー中性子の放射線荷重係数の再検討の提唱につながる。事実、原爆被爆者での突然変異頻度の線量効果関係は広島と長崎とで異なり、広島原爆における低エネルギー中性子の生物効果を無視できないことを裏付ける結果も得られた。わが国におけるエネルギーを制御した低エネルギー領域のX線・中性子の生物照射場の開発は世界に一歩先んじており、得られた成果にはこの分野における先導的なものが多い。

Research Products

• [Publications] Yamada,H.: "Effects of the K-shell X-ray absorption of phosphorus on the scission of the pentadeoxythymidylic acid." International Journal of Radiation Biology. 63. 151-159 (1993)
• [Publications] Hieda,K.: "DNA damage induced by monochromatic vacuum-UV radiation in solids." Frontiers of Photobiology. 115-121 (1993)
• [Publications] Furusawa,Y.: "Uracil-DNA glycosylase produces excess lethal damage induced by an Auger cascade in BrdU-labelled bacteriophage T1." International Journal of Radiation Biology. 64. 157-164 (1993)
• [Publications] Sasai,H.: "Syrian hamster embryo cell lines useful for detecting transforming genes in mouse tumours:detection of transforming genes in X-ray-related mouse tumours." Britishi Journal of Cancer. 67. 262-267 (1993)
• [Publications] Langlois,R.G.: "Analysis of somatic cell mutations at glycophorin A locus in Atomic Bomb Survivors:A comparative study of assay methods." Radiation Research. 136. 111-117 (1993)
• [Publications] Tauchi,H.: "Cell cycle dependence for the induction of 6-thioguanine-resistant mutations:G_2/M stage is distinctively sensitive to ^<252>Cf neutrons but not to ^<60>Co γ-rays." International Journal of Radiation Biology. 63. 475-481 (1993)
• [Publications] Akagi,Y.: "Radiation-induced apoptosis and necrosis in Molt-4 cells:a study of dose-effect relationships and their modification." International Journal of Radiation Biology. 64. 47-56 (1993)
• [Publications] Saito,M.: "Relative biological effectiveness of the boron neutron-capture beam for the inactivation of biological macromolecules." Annual Report of the Research Reactor Institute of Kyoto University. 26. 59-68 (1993)
• [Publications] Watanabe,H.: "Effects of dose rate and energy level on fission neutron(^<252>Cf)tumorigenesis in B6C3 F1 mice." Journal of Radiation Research. 34. 235-239 (1993)
• [Publications] Matsubara,S.: "The effects of X-ray energy and an iodine-based contrast agent on chromosome aberrations." Radiation Research. 137. 231-237 (1994)
• [Publications] Hieda,K.: "DNA damage induced by monochromatic photons from synchrotron radiation." Synchrotron Radiation in Life Sciences. (in press.). (1994)
• [Publications] Takakura,K.: "Strand breaks in DNA in buffered solution induced by monochromatic X-rays around the K-shell absorption edge of phosphorus." Synchrotron Radiation in Life Sciences. (in press.). (1994)
• [Publications] Hoshi,M.: "Fallout radioactivity measured in environmental substances in the Ukraine." Health Physics. (in press.). (1994)
• [Publications] Kobayashi,K.: "Radiation Biology of Inner Shell Ionization/Excitation." Synchrotron Radiation in Life Sciences. (in press.). (1994)