BNCT・陽子線・重粒子線の深さ位置に対応する新しい生物学的線量評価方法

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K15814
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 今道 祥二 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (40761599)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 中性子線 / 放射線生物学

Outline of Annual Research Achievements

ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）、陽子線・重粒子線治療は高い治療奏効性を示しつつ開発されてきた。これらの粒子線を用いる治療は光子線とは異なる、特定の深さ位置によるエネルギーの放出や分布を用いている。しかし、立体分布し深さを有する組織への放射線照射による生物学的線量と物理学的線量による評価は十分ではない。そこで、本研究では深さ方向による位置依存的影響や立体分布した細胞集団の一部及び全体の影響の評価方法を検討した。コロニー形成法、微小核発生頻度の測定を放射線照射後の複数の細胞について行った。さらにFACSでのアポトーシス検出や蛍光染色から損傷の程度を調べることとした。平面培養細胞に対するX線、BNCT、陽子線等の細胞生存率の取得と、照射面の照射方向からの深さ位置による細胞生存率の変化のデータの取得に取り組むことを計画した。近畿大学原子炉での中性子線照射、国立がん研究センター研究所のガンマ線照射装置によるガンマ線照射をHSG細胞とV79細胞に対して行った。それ以外の施設での中性子線・陽子線等の照射は各照射施設の稼働状況により未だ行えていないが、今年度中に照射実験を行うよう計画している。中性子線照射により細胞生存率は線量依存的な減少を示した。各深さ位置における線量の測定とその際の細胞への損傷評価については現在行っているところである。深さ位置による放射線応答評価では想定外に検証に時間がかかり、検証実験を追加で行っている。
中性子線・陽子線照射による照射が行えない場合には、高精度放射線照射装置によるX線照射での評価を行うことを検討する。深さ位置に対応した細胞生存率の取得については、角度を付けて細胞照射を行う為の治具の作成を行った為にその治具を用いての評価を進める。これまで得られた結果について、第117回日本医学物理学会学術大会で発表した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

平成29、30年度には基礎データの取得と照射面の照射方向からの深さ位置による細胞生存率の取得に取り組む予定であったが、一部実験が行えていない。陽子線・重粒子線等の利用が十分にできず、その分のデータの取得が遅れている。
平面培養細胞に対するX線、BNCT、陽子線等の細胞生存率の取得と、照射面の照射方向からの深さ位置による細胞生存率の変化のデータの取得を行った。近畿大学原子炉での中性子線照射、及びガンマ線照射装置によるガンマ線照射によるHSG細胞とV79細胞への細胞影響を評価した。それ以外の施設での中性子線・陽子線等の照射は各照射施設の稼働状況により未だ行えていないが、今年度中に照射実験を行うよう計画している。中性子線照射により細胞生存率は線量依存的な減少を示した。また、深さ位置による放射線応答評価では条件検討に想定以上の時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

平成29年、30年度に予定していた実験を含めて、深さ位置による放射線の影響評価を生物学的指標から求めることとする。角度をつけて照射を行う為の治具を用いての実験・検証も進める。平成30年度までに得られたデータと比較し、また、放射線線量の測定にも積極的に参加し、生物分野のみならず物理分野など他分野のグループとも積極的に連携を図り、研究の推進に努める。今年度は研究結果について積極的に国際学会・国内学会での発表、論文投稿に取り組みたい。

Causes of Carryover

これまでに細胞生存率等の基礎データの取得を行い、角度をつけ細胞照射を行う為の治具の作成も行った。その器具を用いての深さ方向影響の検証実験を遂行中である。深さ位置による放射線応答評価では条件検討に想定以上の時間を要している。また、いくつかの施設を利用しての中性子線・陽子線・重粒子線の照射実験が計画通りに遂行できなかった。その上、その他の業務の多忙もあり本研究に十分な時間取り組むことができなかった。現在は本研究に十分取り組むことができるため、研究計画の実験と検証を進める。

Research Products

• [Presentation] Evaluation of the biological effectiveness in cells and mice for BNCT system in National Cancer Center Hospital (2019)
  • Author(s): Shoji IMAMICHI, Satoshi NAKAMURA, Yuka SASAKI, Chen LICHAO, Takae ONODERA, Makoto IHARA, Hiroyuki OKAMOTO, Yoshihisa ABE, Kenji SHIMADA, Masaru Nakamura, Yoshio IMAHORI, Jun ITAMI, Mitsuko MASUTANI
  • Organizer: 第117回日本医学物理学会学術大会