放射線化学ならびに放射線生物学的観点からの低酸素環境下での細胞致死機構の解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20790923
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 平山 亮一 National Institute of Radiological Sciences, 重粒子医科学センター, 研究員 (90435701)
• Keywords: X線 / 間接作用 / 直接作用 / 低酸素 / DMSO / OHラジカル / 酸素効果

Research Abstract

昨年度に引き続き、HR修復関連遺伝子変異株に51D1細胞を選び、大気下ならびに低酸素下(酸素分圧:<0.24mmHg)で200KvpX線照射を行い、コロニー形成法を用いて細胞生存率を算出し、感受性の評価を行さた。それに加え、NHEJ修復関連遺伝子変異株であるxrs6細胞において、放射線のOHラジカル由来の間接作用による細胞致死への寄与率をラジカル捕捉剤であるDMSOを用いて、X線防護効果の関係から数学的解析法を用いて導き出した。51D1細胞の酸素増感比(OER)は2.5±0.1であった。CHO細胞やxrs6細胞のOERは2.7-2.8であったにとから、DSB修復機構の1つであるHRが酸素による増感効果(酸素効果)と何らかの関係があることが示唆された。また、大気下でのxrs6細胞の間接作用による細胞致死寄与率は49%であり、低酸素下での細胞致死寄与率は31%であった。この値は野生型CHO細胞に比べ、ともに低い値となり、xrs6細胞のX線による細胞致死機構は直接作用が主作用であることが示された。DSB修復欠損細胞の細胞致死機構を放射線作用別に報告した例はほとんどないため、放射線生物学的に新しい知見をもたらしたと言える。また低酸素下での間接作用による細胞致死効果も明らかになり、低酸素下による細胞致死機構に間接作用の寄与が小さいことも明らかになった。
現在、51D1細胞での細胞致死に対なる間接作用の寄与率の算出を行っており、ほとんど報告の無い、DSB修復欠損細胞における間接作用の影響を知り得る研究になることが期待でき、放射線の作用別による細胞致死機構とDSB修復機構の関係を明らかにすることで、放射線によって生じた致死損傷の化学的・生物学的特徴を明らかにすることを狙う。

Research Products

• [Journal Article] Radioprotection by DMSO in Nitrogen Saturated Mammalian Cells Exposed to Helium Ion Beams (2009)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Yuki Kase, Miho Noguchi, Koichi Ando, Atsushi lto, Ryuichi Okayasu, Yoshiya Furusawa
  • Journal Title: Radiation Physics and Chemistry 78 Pages: 1175-1178
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DNA二本鎖切断はLET増加に伴い増加するのか?減少するのか?:(3)DSB生成収率の増減ファクターは何か? (2009)
  • Author(s): 日平山亮一、古澤佳也
  • Organizer: 日本放射線影響学会第52回大会
  • Place of Presentation: 広島市南区民文化センター(広島)
  • Year and Date: 2009-11-13
• [Presentation] INDUCTION OF DNA DSB AND ITS REJOINING IN THE CLAMPED AND NON-CLAMPED TUMORS AFTER CARBON ION BEAMS COMPARED WITH X RAYS (2009)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Yoshitaka Matsumoto, Miho Noguchi, Yuki Kase, Atsushi Ito, Ryuichi Okayasu, Sachiko Koike, Koichi Ando, Yoshiya Furusawa
  • Organizer: MICROS 2009 15th International Symposium on Microdosimetry
  • Place of Presentation: Verona, Italy
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 移植腫瘍のX線と重粒子線に対する感受性の比較-RBEとOERを中心に- (2009)
  • Author(s): 平山亮一、古澤佳也、鵜澤玲子、高瀬信宏、小池幸子、安藤興一、増永慎一郎、松本孔貴、加瀬優紀、野口実穂、伊藤敦、岡安隆一
  • Organizer: 第48回日本医学放射線学会生物部会学術大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場(富山)
  • Year and Date: 2009-07-10
• [Remarks] 表彰
• [Remarks] 1)Financial Assistance for Young Scientists. 15th International Symposium on Microdosimetry (Micros 2009), Verona, Italy 2009.10.29
• [Remarks] 2)第48回日本医学放射線学会生物部会学術大会大会長賞第48回日本医学放射線学会生物部会学術大会、富山、2009.07.10