2015 Fiscal Year Research-status Report
持続的な低線量放射線照射は中枢神経細胞の分化過程に影響を及ぼすか？
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15K00545
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
加藤 真介 横浜薬科大学, 薬学部, 教授 (50214375)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低線量率放射線 / 神経細胞分化 / 神経成長因子 / セシウム１３７ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島県における避難指示解除準備区域の基準値20 mSvに近い線量率となる培養環境を137Csの密封線源を用いて作成し，中枢神経細胞の分化モデルとして用いられるPC12細胞の神経軸索伸長過程に及ぼす影響について検討した。
137Cs密封線源（10 kBq）の上に培養皿をセットし，細胞接着面における線量率を測定したところ，16.6 mSv/年に相当する放射線量が得られた。この培養環境下でPC12細胞を神経成長因子（NGF）で刺激して分化を誘導し、解析ソフトにて神経軸索伸長の程度を測定した。また，各種スーパーオキシドディスムターゼ（SODs）および各種一酸化窒素合成酵素（NOSs）のmRNA発現量をPCRにて，細胞内情報伝達系であるPI3K-AktおよびErk-MAPKの活性化状況をMUSE Cell Analyzerにて観察した。
NGF刺激の7日後，137Cs-γ線照射群における神経軸索の伸長が対照群と比較してわずかに亢進していることが明らかになった。このときのSODsの発現をmRNAレベルで確認したところ，照射群におけるそれが，対照群よりもわずかに低下していた。この傾向はNGF刺激1日後においても同様であった。次にNOSs の発現をmRNAレベルで確認したところ，NGF刺激1日後にnNOSの発現が，また7日後にiNOSの発現が照射群において各々亢進していた。細胞内における情報伝達系の活性化状況を調べたところ， Erk-MAPK 経路の活性化に対する照射の影響は観られなかったものの，NGF刺激7日後におけるPI3K-Akt経路の活性化は照射によって低下していた。
以上のことは，低線量率の137Cs-γ線照射によりNO産生が誘導され，それが細胞死抑制シグナルの低下を招き，結果的に細胞生存維持につながる神経分化シグナルを亢進させたことを示しているのかもしれない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画していたマウス胎児由来の神経細胞を用いた低線量率放射線の影響を検討したところ、顕著な変動は見出せなかった。しかしながら、この実験と平行して神経分化のモデル細胞であるPC12細胞で検討を行っていたところ、予期していなかった軸索伸長の促進が短時間で観察することができた。そのため、この現象の解析を優先し、細胞内においてどのような放射線応答シグナルが起きているのかの概況把握に努めた。その結果、ラジカル応答に関する酵素の発現状況と神経成長因子刺激に対する細胞内シグナルの活性化状況の変動は観察できた。しかしながら、それらの変化が最終的な現象とどのようにリンクしているかは明らかに出来ていない。本研究の最終的な目標である低線量率放射線が神経系細胞の分化過程にどのような効果を起こすのかを示すために、今年度はより具体的なkeyタンパク質の候補を挙げたいと考えていたが、そこまでには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、放射線応答に関連したシグナルやタンパク質の発現を詳細に解析し、どのようなメカニズムで引き起こされた現象なのかの調査を行っていく。とくにDNA切断に伴う修復機構のシグナルやラジカル・活性酸素種に対する防御シグナルが変動していないかを調べる予定である。また神経の分化過程だけではなく細胞増殖過程に対する低線量率放射線の効果についても検討し、影響が観察された場合には、その原因となっているシグナル、特に細胞周期に関連したタンパク質等の活性への寄与を明らかにする。さらに、他の細胞も用いて同様の調査を行い、本研究で観察された細胞内タンパク質の変動等がPC12細胞に特有なものであるかどうかを確認する。
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| Causes of Carryover |
購入した消耗品類において、予定していたものよりも安価なものが見つかり、それらを使用したため。また当初予想していたものと異なる結果が得られたため、使用する試薬に変更が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の実験結果の再現性の確認およびさらなる詳細な調査のために、物品費として消耗品・試薬の購入代金に充当する。
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