2016 Fiscal Year Annual Research Report
放射光Ｘ線マイクロビーム細胞質限定的照射に対する細胞応答解析
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15H03598
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 雅雄 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 放射線障害治療研究部, 上席研究員(定常) (70281673)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロビーム / バイスタンダー効果 / 放射線適応応答 / 細胞質限定的照射 / ヒト正常細胞 / 細胞致死効果 / シンクロトロン放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度に引き続き、交付申請書に記載した「【個別研究目的１】 放射光Ｘ線マイクロビームをヒト正常細胞の細胞質に限定的に照射した時の細胞致死効果の線量効果関係を明らかにする。」を達成するために、以下の実験を実施した。平成27年度に確立したヒト正常細胞の細胞質のみへのX線マイクロビーム照射法を用いて、
(1)細胞質に10レントゲン（0.087Gy相当）を照射した時の細胞生存率を求める照射実験を繰り返した。
(2)細胞致死効果の線量効果関係を明らかにするために、新たに40レントゲン（0.35Gy相当）を照射した時の細胞生存率を求める照射実験を行った。
また、「【個別研究目的2】 放射光Ｘ線マイクロビームをヒト正常細胞の細胞質に予め照射し、それに引き続き細胞核に照射した時の細胞致死効果の変化を明らかにする。」を達成するために、上記の細胞質限定的照射に用いた細胞試料と全く同じ試料を用いて、細胞核のみにＸ線マイクロビームを照射した時の細胞生存率を求める実験を行った。
まず、細胞質限定的照射の細胞致死効果は、10レントゲン照射では平成27年度に報告した生存率100%を再現した。また、40レントゲン照射においても生存率は100%であった。以上の結果から、放射線適応応答を明らかにするための予めの細胞質へのＸ線照射は、40レントゲンまでの照射線量を選択した場合、直接細胞致死効果に影響を与えないと結論した。次に、細胞質限定的照射実験に用いた細胞試料と同等な試料を用いた細胞核限定的照射の細胞致死効果は、プレリミナリーなデータではあるが10レントゲンの照射で生存率は88%となるデータを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請研究を実施するために利用する所属機関以外の研究施設での共同利用研究として、すでに採択されている高エネルギー加速器機構放射光共同利用実験課題（課題番号：2013G072、課題名『Ｘ線マイクロビーム細胞質限定的照射に対する細胞応答（バイスタンダー効果）解析』、課題代表者：鈴木雅雄）に引き続き、実験課題のリニューアルを行い採択された（課題番号：2015G065、課題名『放射光X線マイクロビーム細胞質限定的照射に対する細胞致死効果の線量効果関係』、課題代表者：鈴木雅雄）。これにより平成28年度は合計8日分のビームタイム配分を受け、それらすべてについてマシントラブル等一切なく実験を実施することができた。そのため、ほぼ当初の研究計画に沿って研究を実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に得た実験データは、10-40レントゲンの範囲で細胞質のみにX線を照射した場合に、その直接的な効果として細胞致死が起こらないことを示すものである。また、同等の細胞試料に対する細胞核のみにＸ線を照射した場合の細胞致死効果がプレリミナリーな結果ではあるが生存率で88%であった。これらの結果は、本研究で掲げた作業仮説『細胞質に電磁波放射線のエネルギー付与が起こった場合、細胞核に生じた放射線損傷を軽減する何らかのメカニズムが働き、バイスタンダー効果を抑制することにより細胞致死を軽減する（放射線適応応答）。』を証明するために、
1)実験に用いている細胞試料で細胞質と細胞核の限定的照射が可能であること
2)細胞質への予めのＸ線照射を40レントゲンまでに設定することで、細胞核への限定的照射による生存率の変化のみを評価することで良いこと（細胞質限定的照射による生存率の減少を考慮した補正等が必要でないこと）
が明確になったと考える。
平成29年度は引き続き細胞核限定的照射の細胞致死効果を照射する線量を増やして検討する。なお、高エネルギー加速器機構放射光共同利用実験で採択されている課題に対しては、大きなマシントラブル等がない限り平成28年度と同レベルのビームタイム配分が行われるものと予想している。
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