2019 Fiscal Year Annual Research Report
Inflammation from low dose irradiation in Medaka
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18H04135
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三谷 啓志 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (70181922)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾田 正二 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (50266714)
小賀 厚徳 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90243633)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | メダカ / 低線量放射線 / 炎症 / 遊泳行動 / 遺伝子発現解析 / 酸化ストレス / 赤血球 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
京都大学放射線生物研究センターにおいて低線量率長期間照射実験（100 mGy/ 7 days）を実施し、その影響を遺伝子発現から遊泳行動までについて解析した。メダカ成魚の雌雄別にRNAシーケンス解析のデータにおいてエンリッチメント解析を行った結果、雌雄に共通して解糖系とペントースリン酸経路の遺伝子が発現低下していることを見出した。低線量率放射線の長期被ばくによってラジカルが産生されるなど細胞が慢性的な酸化ストレスを受けた状態にあり、その細胞生理的な対応として細胞がNADPHを増産しているものと考えられる。メダカの腸において、リソソーム関連遺伝子が発現低下し、小胞体ストレス関連遺伝子が発現上昇していることを見出した。
特異的抗体を用いた免疫染色によって、感染症に罹患したメダカの全身組織切片を染色し、メダカ成魚が呈する全身的な炎症反応の初期反応における好中球とマクロファージの動態を解明した。鰓、腎臓、脾臓において動員された好中球が血管から組織間隙に浸潤し、鰓と腎臓の尿細管では好中球が基底膜を超えて上皮細胞層の外に至る像を見出した。マクロファージが上皮の外に至る像は確認できなかった。初期の炎症反応を好中球とマクロファージの動態から解析することに道が開けた。
低線量率ガンマ線照射室に超長時間録画システムを設置して、７日間の照射期間中連続してメダカの遊泳行動を撮影し、UMAtrucker を使用して照射期間中のメダカの遊泳行動を数値化することに成功した。照射室外において照射期間中同様に飼育したコントロールメダカの遊泳行動と比較して、低線量率長期間照射したメダカの遊泳行動が目立って影響を受けていたとは認められなかった。
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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
京都大学での低線量率放射線照射実験を継続して実施することができ、各種データの再現性を吟味することができた。
パスウェイ解析により、全身性の代謝変動が定量的に確認できたことや低線量率放射線照射が好中球の挙動に影響を及ぼすことは、新たな発見であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
メダカ成魚への低線量率ガンマ線の長期照射と遊泳行動の解析組織レベルで炎症反応が腎臓、精巣などで確認されている急照射・低線量率照射(0.5Gy)後の遊泳行動変化の有無を比較する。対照可能な非照射個体群のデータを増やす。低線量率照射実験のためのメダカ移送、飼育条件のストレスが遊泳行動に及ぼす影響を解析する。それらの動画データを公開する。
全身連続組織切片の解析とデータ公開作製した組織切片の画像データを公開し、臓器の細胞密度、核の大きさ、細胞質と核の比率などの形態指標を定量化して放射線誘発の炎症指標になるものを引き続き選別する。遺伝子発現の網羅的解析については、低線量率放射線照射したメダカの個体数を増やしてトランスクリプトーム解析を実施する。低線量率長期被ばく後に見られる持続性の発現変化に注目して、関与すると思われる代謝経路を抽出する。胚発生における低線量率放射線照射の影響を成体と比較する。
上記の解析結果をまとめて、低線量率長期被ばくの生理応答の機構を考察し、論文にまとめる。
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