2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K10407
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
川野 光子 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, 研究員(任常) (90422203)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 放射線障害 / 重粒子線 / 繊維芽細胞増殖因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、放射線によるがん治療の更なる可能性を拓くため、放射線障害の解決に向けた基礎研究であり、特にがん治療時の正常組織に対する放射線障害を効率的に防護する分子の探索を目的としている。重粒子線は、生物学的効果が高く、照射深度の調節が容易であることから、正常組織への副作用を最小限に抑えて体内のがん病巣に集中的に照射できる放射線治療技術であり、今後国際的な普及が予想される。しかしながら、周囲の正常組織への被ばくは皆無ではないことから、重粒子線組織障害を予防・治療する技術があれば、これまで以上に重粒子線は癌治療のパワフルなツールとなり得る。
繊維芽細胞増殖因子（FGF）は、広範囲な組織での細胞増殖や分化において重要な増殖因子であり、現在までにヒトおよびマウスでそれぞれ22 種類のリガンドと7 種類の受容体が同定されている。FGFは生体において発生から高次機能の調節に至るまで多様な機能を持ち、複数のリガンドが放射線障害に対する防御機能を持つことが明らかにされた。これまでに、申請者が所属するグループでは、ガンマ線による放射線組織障害に対するFGFの防護効果を検討し、複数のFGFメンバーが複数の放射線組織障害に対して防護効果を有することを報告してきた。本研究課題では、重粒子線による組織障害に対してもFGFが防護剤として有効であるか検討することを目的とした。
平成28年度までに、重粒子線障害マウスモデルを作製した。平成29年度はこのモデルを利用して、FGFおよびFGF変異体の投与による重粒子線照射後に起こる放射線組織障害の軽減に関して、その作用機序についての検討を実施した。
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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
前年度までに構築した重粒子線照射による腸管障害を評価するマウスモデルを用い、正常組織をガンマ線による放射線障害から防護することが報告されているFGF変異体が重粒子線による組織障害においても防護効果を発揮するかどうか、また効率的な投与方法等について検討した。細胞内移行能を高めたFGF変異体を予め投与し、重粒子線照射を行ったところ、腸管障害が軽減することを見出した。FGFのプロトタイプであるFGF1をコントロールとして比較したところ、重粒子線による腸管障害の軽減がFGF変異体の投与で有意であることが示唆された。そのため、重粒子線照射後のクリプトにおけるアポトーシスを検討したところ、FGF変異体の濃度依存的にアポトーシス細胞の減少が観察され、その効果はコントールであるFGF1に比べて優位である可能性が示された。したがって、さらにDNA二重鎖切断状況を経時的に検討すると同時に、細胞内シグナル伝達系、DNA損傷修復関連、細胞分裂への影響等について、タンパク質および核酸の両面から作用機序を解析している。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞内移行能を高めたFGF変異体の事前投与による重粒子線腸管障害の軽減について、引き続きその作用機序解析を進めるとともに、FGF変異体の投与によりどのような特徴の細胞が重粒子線腸管障害の軽減において応答しているのか、細胞レベルでの解析を進める。さらに、重粒子線照射後に投与することで放射線障害を軽減するようなFGFの探索を進める。以上により、ヒトの病態に即した効率的な研究推進を実現し、放射線治療時の副作用の予防に加え、緊急被ばく時にも効果を発揮するような治療薬の開発までを見据えた研究を実施することにより、学術面・臨床面の双方で真に貢献することを目指す。
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| Causes of Carryover |
理由：
研究を進める過程で、重粒子線照射条件およびFGF変異体の投与条件を見直す必要が生じたため、前年度に採取したサンプル等を用いた確認作業を行った。そのため、当初予定した実験動物購入費用および分子細胞生物学実験用試薬購入費用分を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。
使用計画：
生じた次年度使用額については、平成30年度に計画する分子細胞生物学実験（特に「FGF変異体の投与により応答する細胞同定実験」）に用いる試薬類および実験動物の購入に使用するとともに、論文投稿や学会発表等を行い、投稿費用や旅費等に使用する。
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