治療成績を左右する因子と放射線感受性の修復能依性の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570896
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 古澤 佳也 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 研究員 (50260237)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 興一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 研究員 (00159526)
• Keywords: 放射線治療 / 放射線感受性 / DNA損傷修複 / 重粒子線 / 悪性黒色種 / 扁平上皮癌 / 高LET

Research Abstract

癌の放射線治療において腫瘍の種類と放射線の種類によって異なる治癒成績の違いの細胞学的基礎を明らかにするために、放射線応答の異なるヒト腫瘍;悪性黒色種(10種)と扁平上皮癌(11種)の生存率曲線によるパラメータ解析を行った。ここから特徴的な細胞株を選別し、放射線感受性との相関を解析した。この結果、線形二次モデル式におけるα/β比および多重標的1ヒットモデル式におけるDq値の、X線に対する値と重粒子線に対する値の比が、悪性黒色種と扁平上皮癌で異なったパターンを示し、重粒子線治療と高エネルギーX線での治療での反応性の違いを説明出来る可能性が示唆された。またそれぞれの細胞群で特徴的な異常型を示す蛋白を中心に発現の違いに関する予備的調査を行った。さらに動物系でこれらの結果を実証するために、マウスへの移植性、移植腫瘍の増殖性などを調べ、動物実験系で使いうる腫瘍系の検索を行った。
非相同末端結合修復及び相同組換修復遺伝子のノックアウト細胞を用い、この組合せによる放射線のLETに対する細胞致死感受性を調べた。両遺伝子を欠いた場合、あるいは非相同末端結合修復遺伝子を欠き且つ相同組換えが出来ない細胞画期の細胞では、LETの上昇に従って正常細胞ではみられる放射線感受性の上昇が検出されず、感受性の上昇はDNA二本鎖切断の誤修復に起因していることが示唆された。同一系での染色体検査からも、修復欠損株は野生株に比べて10倍以上高い頻度で異常が生じること、野生株ではLET依存性が認めちれるにもかかわらず、欠損ではLETが上昇してもその頻度の上昇が少ないこと等が判った。
また教科書的には高LET放射線ではみられないとされる亜致死損傷回復について、二回目の照射に低LET放射線を用いることで、初回の放射線のLETが非常に高い場合であっても、これが低LET放射線同士の場合と同等に起こっていることを確認した。

Research Products

• [Publications] Wu H: "M-Fish analysis of chromosome aberrations in human fibroblasts exposed to energetic iron ions in vitro"Advances in Space Research. 31. 1537-1542 (2003)
• [Publications] Matsumura S: "Comparative analysis of G2 arrest after irradiation with 75 keV carbon-ion beams and 137Cs gamma-rays in a human lymphoblastoid cell line"Cancer Detection and Prevention. 27. 222-228 (2003)
• [Publications] Takahashi A: "p53-dependent hyperthermic enhancement of tumor growth inhibition by X-ray or carbon-ion beam irradiation"International Journal of Hyperthermia. 19. 145-153 (2003)
• [Publications] Takahashi Y: "Heavy ion irradiation inhibits in vitro angiogenesis even at sub lethal dose."Cancer Research. 63. 4253-4257 (2003)
• [Publications] Shao C: "Bystander effect induced by counted high-LET particles in confluent human fibroblasts : a mechanistic study"FASEB Journal. 17. 1422-1427 (2003)
• [Publications] Wu H: "Truly incomplete and complex exchanges in prematurely condensed chromosomes of human fibroblasts exposed in vitro to energetic heavy ions."Radiation Research. 160. 418-424 (2003)
• [Publications] Shao C: "Sper/NO-induced reversible proliferation inhibition and cycle arrests associated with a micronucleus induction in HSG cell"Nitric Oxide Biology and Chemistry. 8. 83-88 (2003)
• [Publications] Shao C: "Role of gap junctional intercellular communication in radiation-induced bystander effect on human fibroblast cell."Radiation Research. 160. 64-69 (2003)
• [Publications] Shao C: "Bystander effect on cell growth stimulation in neoplastic HSGc cells induced by heavy-ion irradiation."Radiation and Environmental Biophysics. 42. 183-187 (2003)
• [Publications] Yamaguchi H: "Single article irradiation system to cell (SPICE) at NIRS"Nuclear Insruments and Methods in Physics Research B. 210. 292-295 (2003)