2018 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on radiation induced bidirectional response between cancer and normal cells
| Project/Area Number |
17H04268
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
小西 輝昭 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, 主任研究員(定常) (70443067)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
劉 翠華 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, 主任研究員(任非) (00512427)
及川 将一 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 加速器工学部, 研究統括(定常) (10391301)
小林 亜利紗 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 加速器工学部, 技術員(任常) (30773931)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | バイスタンダー効果 / マイクロビーム / 異種細胞間 / 放射線影響 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト肺がん細胞A549とヒト肺正常細胞WI38を用い、これらをA549-WI38細胞共培養条件下で作成した試料に対して、A549 細胞のみにマイクロビーム照射を行うことで、その周辺の正常細胞へのバイスタンダー効果ならびに照射されたA549細胞への逆バイスタンダー効果を含む双方向細胞間情報伝達に着目して研究を行うことを目的とした。今年度は、培地介在性バイスタンダー因子として考えられている窒素酸化物ラジカル（NO）の定量的測定をDAR-FMなどの蛍光試薬を用いて行った。照射細胞が全体の0.2％程度となるようにマトリックス（格子状に）729か所に照射した。粒子数500個/箇所において、照射後4時間後におけるNO発生は確認したが培地中NO濃度は数μM程度と予想された。この検出法の検出限界に付近であることから、その照射後の経時的変化およびA549とWI38共培養との違いなどは、明らかにすることはできていない。
マトリックス照射後、試料中の細胞のほとんどが1次バイスタンダーA549細胞であり、これを別個に準備し共培養した2次バイスタンダーA549細胞の両方に有意な微小核形成率の上昇が見られた。一次バイスタンダーA549細胞から二次バイスタンダーWI38細胞にも同様に起きることから、異種細胞間でも二次的にバイスタンダー効果が伝搬されることを明らかにし、これを論文発表した。
A549細胞の生存率曲線を取得した。照射粒子数に対して指数関数的な減少を示し細胞核あたり500個照射ではおおよそ生存率10％付近である。今後、A549とWI38共培養条件におけるA549細胞の生存率曲線を取得し、A549細胞のみの集団との比較が必要である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
異種細胞間特異的なバイスタンダー応答メカニズムの解明に至っていないが、現象を示す結果の蓄積は進んでいる。また、成果を論文として発表した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
培地介在性バイスタンダー因子として考えられている窒素酸化物ラジカル（NO）の定量的測定NOの定量的評価には未だ至っていない。照射後に測定をおこなう時間など、DAF-DA、DAR-FMなどの蛍光試薬を用いた場合の最適な条件を決定する。一方で、NO産生源である窒素酸化物合成酵素（NOS）発現についても、免疫蛍光染色法を用いて試みる。
昨年度は、A549細胞のみでの生存率曲線の取得を実施した。さらに再現性を確認するとともに、A549細胞とWI-38細胞の共培養条件でのA549細胞の生存率曲線の取得をめざす。また、放射線がん治療における腫瘍環境を模擬するために低酸素下培養環境におけるバイスタンダー細胞応答解析を開始する。低酸素下で細胞にマイクロビーム照射が可能な照射容器等を設計し、低酸素下における細胞応答ならびにそのバイスタンダー効果の解析を行う。まず、酸素濃度１％での培養条件にて、A549およびWI38を培養し、増殖曲線、形態変化等、蛍光低酸素マーカーによる細胞内酸素濃度、さらには、Hif1αの発現量について測定する。 酸素下、低酸素下におけるバイスタンダー応答経路の違いについて、まずは、COX2/PGE2経路に着目して進める。
|
