若年者の性腺被ばくに由来する妊孕性の異常の解析と予防法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10386
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 宇野 隆 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (30302540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根本 未歩 (渡辺未歩) 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (50568665) ; 金澤 亜希 千葉大学, 医学部附属病院, 医員 (50738979) [Withdrawn] ; 齋藤 正好 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任研究員 (80118885)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 性腺 / 放射線被ばく / 不妊 / 妊孕性 / 担子菌抽出物

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、若年者の被ばくに注目し、特に性腺の未成熟時における低線量放射線被ばくが若年者の性成熟過程、もしくは成長後の妊孕性・出産および新生児の発育成長におよぼす影響について基礎的な解析を実施する目的で計画した。
ヒトに対する放射線被ばくの影響は、我が国に投下された原爆被害者の疫学調査や放射線生物学の研究により得られた多くの科学的知見の集積から検討され、線量限度が健康管理に用いられている。ICRPでは妊娠初期の放射線被ばくによって影響をおよぼす最低線量（しきい線量）は0.1Gyであり、生殖腺に対する確定的影響のしきい線量 (ICRPPubl.60) は、男子の永久不妊で3.5～6.0Gy、女子では0.65～1.5Gyとしている。小児がんの放射線治療で生殖組織（正常組織）が最も被ばくする疾患は血液がんであり、骨髄移植の前処置として全身照射が実施され、総線量が12Gyを超える照射が骨髄移植の前処置として実施されている。
しかし、最近ではミニ移植の概念から高齢者のみならず、小児においても免疫抑制と晩期の放射線障害の軽減を目的とした低線量（総線量2～4Gy）照射が実施されている。この骨髄移植前処置としての放射線照射総線量2～4Gyは、男子の一時不妊（0.1Gy以上）から永久不妊（3.5～6.0Gy）を発症する線量である。
本研究では、未成熟マウスの低線量放射線被ばくによる性腺に対する障害について、特に雄マウスの精子造成、妊孕性および出産後の新生児の発育に対する異常の発生について基礎的な研究を実施し、さらに当研究室にて放射線防護作用が研究されている「培養担子菌抽出物質」が抗酸化剤として放射線障害を防御および修復する可能性を検討する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

28年度（初年度）では、動物種間では放射線の感受性が異なり、全身照射による致死線量（LD50/30）では、マウスはヒトの2～3倍ほど放射線に抵抗性である。本年度では、性腺未成熟雄マウスの生殖腺に対する線量を検討する予備実験から実施した。被ばく雄マウスに対する妊孕性の実験は、いくつかの予備試験を実施して以下の方法で行なわれた。
性腺未成熟として生後4週齢の雄マウスを使用し、1.5Gy、3.0Gyおよび4.5Gyの全身照射を実施して照射8週間後に正常雌マウスと10日間の同居を実施した。同居終了後に雌雄を分離して雌マウスの妊娠率、産仔数、妊娠日数について検討した。妊娠率は非照射マウスの100％に対して1.5～4.5Gyでは70～80％と低下し、産仔数では非照射マウス1匹で平均12.5匹の出産数であり、3.0および4.5Gyでは、平均7～8匹の出産数であった。また、妊娠日数は各群とも2～3日で変化は認められなかった。
雄マウスの妊孕性に対する照射の影響は4.5Gyで明らかに発現した。この結果より、「培養担子菌抽出免疫賦活物質」を1.5％配合した飼料を雄マウス給餌（1.5％ABM飼料）して4.5Gy被ばく雄マウスの妊孕性に対する障害の軽減効果について検討した。1.5％ABM飼料を給餌した雄マウスでは、同居雌マウスの妊娠率、産仔数および新生仔育成率に被ばく障害軽減効果が認められた。

Strategy for Future Research Activity

平成２9年度は前年度に検討した予備実験の結果をもとに実験を遂行する。
マウスの1世代は、分娩後、新生仔から成獣となり妊娠して次世代の出産までの11～12週間とする。交配（8週齢）から分娩までを3週間、新生児の授乳と育成に4週間、性成熟するまで4週間の育成期間（8週齢）である。本研究では離乳期直後の生後4週齢を若年期として照射を計画している。
平成28年度の結果を解析して以下の項目について研究を推進する。すなわち、(1)若年期の雄マウスと性腺が成熟した雄マウスの放射線感受性を比較検討する。(2)照射後の精巣に対する回復過程と1.5％ABM飼料の効果について検討する。（3）照射による精子数の減少と妊孕性について検討する。(4)照射雄マウスと同居して出産された新生児の発育状態、奇形や行動異常の有無、体重の変動を正常マウスと比較検討する。

雄マウスの妊孕性に対する照射の影響を明らかにするために28年度予備実験を重ねて考案された新生仔育成率は、出産後4～5日目の生存新生仔数と母マウスの子宮に残されている着床痕を調査して新生仔育成率とした。この育成率は照射（被ばく）した雄マウスと同居させた雌マウスとの間に妊娠が成立した後に胎仔が胎内で死亡した場合、もしくは未熟仔で分娩後に死亡した状況において母獣によって出産後の胎盤同様に新生仔も食されることがあり、この状態を24時間観察調査することが不可能である。したがって生存新生仔数と子宮の着床痕から新生仔育成率を算出し、育成率の低下が雄マウスの性腺に対する被ばくの障害を示す指標となると考えられる。また、生存の定義として分娩後4～5日目の新生仔に外観や体重に変化が無く授乳が確認された状態を生存とした。