2019 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on radiation induced bidirectional response between cancer and normal cells
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17H04268
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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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, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70443067)
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| 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 物理工学部, 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, 量子生命科学領域, 研究員(任常) (30773931)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 放射線がん治療 / 放射線生物学 / マイクロビーム / バイスタンダー効果 / シグナル伝達 / ギャップ結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、放射線がん治療におけるがん患部・腫瘍環境の酸素（O2）濃度に着目し、O2下・低O2下における放射線誘発バイスタンダー効果（RIBE）について、研究を発展させた。また、この低酸素下RIBEにおける細胞間ギャップ結合の伝搬経路（GJIC）の寄与についても解析を行った。ヒト肺がんA549細胞およびヒト肺正常WI-38細胞を用いた。マイクロビームを用いて、約30万個の細胞が培養されている細胞皿に、格子状（290μｍ間隔）に729か所、各箇所に陽子線を90個照射した。これは、全体の約0.15％の細胞のみが照射され、つまり、細胞皿中のほとんどがバイスタンダー細胞である。照射後から6時間通常の培養条件に細胞を戻し、O2下または低O2酸素下（O2濃度１％）の条件にて培養した。また、照射前に、GJIC経路の阻害剤を用いて、RIBE伝搬経路についても解析を行った。細胞を回収し、DNA（染色体）損傷の指標となる微小核形成率の解析を行った。その結果、低O2下のバイスタンダーがん細胞集団では、二動原体染色体頻度が増加したが、バイスタンダー正常細胞集団では、コントロールに比べて有意な増加は確認されなかった。一方で、バイスタンダー細胞のギャップ結合間情報伝達（GJIC）を阻害すると、バイスタンダーがん細胞集団の微小核形成率が減少した。興味深いことに、バイスタンダー正常細胞集団のGJICを阻害するとがん細胞集団とは逆に、微小核形成率の増加が見られた。これらの結果については、国際会議にて報告した (ICRR2019, Manchester)。
本研究結果は、低O2環環境下においてGJICが重要な役割を担っていることを示唆した。がん細胞と正常細胞の低O2下RIBEにおいて、バイスタンダー因子の種類と伝搬経路また、それらの低O2下における特異性など未だ不明である。今後も研究の継続および発展が必要である。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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