脳放射線有害事象軽減のためオリゴデンドロサイトを標的としたアプローチ

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08044
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 吉田 由香里 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (90431717)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 放射線 / 脳 / オリゴデンドロサイト

Outline of Annual Research Achievements

今年度は脱髄モデルマウスの作製を中心に実施した。C57BL/6Jマウス(８週, オス)の脳にX線60 Gyを照射し、経時的に観察を続けた。照射24週経過後、脳組織をサンプリングし、HE染色にて観察した結果、大脳皮質の一部に淡明化が認められた。対照実験として、中枢神経系において脱髄を誘導することが知られているクプリゾンを餌に混ぜて与えたマウスを作製した。投与後4週目に、オープンフィールド行動試験を実施した結果、コントロール(正常)マウスは、部屋の辺縁や中心部で一定の歩行をするのに対し、クプリゾン投与マウスはそれと比較して、壁周辺の探索行動の有意な増加と中心部に滞在する時間の減少が認められた。また、投与してから12週経過後に一時的なてんかん様の症状が認められた。20週経過後に脳組織をサンプリングし、HE染色にて病理的変化を調べた。その結果、大脳皮質および海馬において、細胞の欠損が認められた。現在、Ｘ線照射マウスおよびクプリゾン投与マウスにおける組織の詳細な解析を進めている。
また、これらのin vivo実験と併せて、正常のヒト神経幹細胞を用いたオリゴデンドロサイトの培養を試みている。次年度は、この細胞を用いてオリゴデンドロサイトの放射線感受性について調べる予定である。
昨年度に引き続き、他の業務との兼ね合いによるスケジュールの大幅な変更や人員確保の問題から、研究が遅延している。次年度は、研究が円滑に進むよう調整していきたい。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

他の業務との兼ね合いによるスケジュールの大幅な変更や人員確保の問題から、研究が遅延している。

Strategy for Future Research Activity

放射線照射マウスおよびクプリゾン投与マウスにおける組織の詳細な解析、および、正常ヒト神経幹細胞を用いたオリゴデンドロサイト培養細胞における放射線感受性の解析を中心に行う予定である。

Causes of Carryover

他の業務との兼ね合いによるスケジュールの大幅な変更や人員確保の問題から、予定していた実験が進められなかったために残額が生じた。
次年度は研究が円滑に進むよう、本助成金を活用して研究支援者を雇用したいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Dose- and LET-dependent changes in mouse skin contracture up to a year after either single dose or fractionated doses of carbon ion or gamma rays (2022)
  • Author(s): K Ando, Y Yoshida, R Hirayama, S Koike, N Matsufuji
  • Journal Title: Journal of Radiation Research Volume: 63 Pages: 221-229
  • DOI: 10.1093/jrr/rrab123
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The combined effect of simulated microgravity and radiation on chromosome aberrations in human peripheral blood lymphocytes (2021)
  • Author(s): S Yamanouchi, T Adachi, Y Yoshida, J Rhone, JH Mao, K Fujiwara, PB. Saganti, A Takahashi, M Hada
  • Journal Title: Biological Sciences in Space Volume: 35 Pages: 15-23
  • DOI: 10.2187/bss.35.15
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Depression of Bone Density at the Weight-Bearing Joints in Wistar Hannover Rats by a Simulated Mechanical Stress Associated With Partial Gravity Environment (2021)
  • Author(s): S Zhang, D Ueno, T Ohira, H Kato, T Izawa, S Yamanouchi, Y Yoshida, A Takahashi, Y Ohira
  • Journal Title: Front Cell Dev Biol Volume: 9 Pages: 707470
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.707470. eCollection 2021.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hibernation as a Tool for Radiation Protection in Space Exploration (2021)
  • Author(s): A Puspitasari, M Cerri, A Takahashi, Y Yoshida, K Hanamura, W Tinganelli
  • Journal Title: Life (Basel) Volume: 11 Pages: 54
  • DOI: 10.3390/life11010054
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 確定的影響の生物学的効果比（RBE）に関する最近の知見 (2021)
  • Author(s): 保田 浩志,吉田 由香里,王 冰,永田 健斗,長谷川 有史,高橋 昭久
  • Journal Title: 放射線生物研究 Volume: 56 Pages: 164-207
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Early Responses of Cultured Mammalian Cells to Altered Gravitational Vector: Adaptation to Microgravity and Changes in Cell Motility (2022)
  • Author(s): Zhenlin Ju, Yi-Jen Chiu, Tamlyn N. Thomas, Sakuya Yamanouchi, Yukari Yoshida, Jun-ichi Abe, Akihisa Takahashi, Jing Wang, Keigi Fujiwara, Megumi Hada
  • Organizer: NASA HRP IWS meeting 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 宇宙放射線と重力環境変化による複合影響研究 2021年報 (2022)
  • Author(s): 髙橋昭久, 鈴木健之, 鶴岡千鶴, 森岡孝満, 武島嗣英, 吉田由香里, 中村麻子, 池田裕子, 秦恵, 永松愛子, 大平充宣, 稲富裕光, 柿沼志津子
  • Organizer: 第36回 宇宙環境利用シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Radiation protection effect of Synthetic hibernation following Carbon ion irradiation. (2021)
  • Author(s): Anggraeini Puspitasari, Fabio Squarcio, Matteo Cerri, Akihisa Takahashi, Kenji Hanamura, Yukari Yoshida, Tomoko Yakou, Tomoaki Shirao, Palma Simoniello, Cristina Totis, Julius Oppermann, Walter Tinganelli, Marco Durante
  • Organizer: Radiation Research Society's 67th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The increases of chromosome aberration in human peripheral blood lymphocytes exposed to simulated microgravity and radiation simultaneously (2021)
  • Author(s): Sakuya Yamanouchi, Takuya Adachi, Yukari Yoshida, Jordan Rhone, Jian-Hua Mao, Keigi Fujiwara, Premkumar B. Saganti, Akihisa Takahashi, Megumi Hada
  • Organizer: 第68回北関東医学会総会
• [Presentation] The simultaneous exposure to radiation and simulated microgravity increases chromosome aberration in human peripheral blood lymphocytes. (2021)
  • Author(s): Sakuya Yamanouchi, Takuya Adachi, Yukari Yoshida, Jordan Rhone, Jian-Hua Mao, Keigi Fujiwara, Premkumar B. Saganti, Akihisa Takahashi, Megumi Hada
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第35回大会
• [Presentation] 確定的影響の生物学的効果比（RBE）に関する最近の知見 (2021)
  • Author(s): 保田浩志, 吉田由香里, 王冰, 永田健斗, 長谷川有史, 髙橋昭久
  • Organizer: 日本放射線影響学会第64回大会
• [Presentation] Chromosome aberrations in human peripheral blood lymphocytes exposed simultaneously to radiation and simulated microgravity (2021)
  • Author(s): Sakuya Yamanouchi, Takuya Adachi, Yukari Yoshida, Jordan Rhone, Jian-Hua Mao, Keigi Fujiwara, Premkumar B. Saganti, Akihisa Takahashi, Megumi Hada
  • Organizer: 日本放射線影響学会第64回大会
• [Presentation] Synthetic hibernation and radioprotection. (2021)
  • Author(s): A. Puspitasari, M. Cerri, T. Hitrec, F. Squarcio, P. Simoniello, C. Totis, J. Oppermann, A. Takahashi, K. Hanamura, Y. Yoshida, T. Yakou, T. Shirao, M. Durante, W. Tinganelli
  • Organizer: Italian Society for Radiation Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mouse skin damage after mixed beams of carbon ions is well predicted by knowing that after mono-peak beams (2021)
  • Author(s): Yukari Yoshida, Maika Yamaguchi, Koichi Ando, Akihisa Takahashi, Tatsuaki Kanai
  • Organizer: PTCOG59
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス悪性黒色腫に対するX線および炭素イオン線照射の局所制御効果とサイトカイン発現量との関連 (2021)
  • Author(s): 吉田由香里, 脇畑庄人, 石川仁, 高橋昭久, 櫻井英幸
  • Organizer: 第58回生物部会学術大会
• [Presentation] Depression of bone density at the weight-bearing joints in Wistar Hannover rats by a simulated mechanical stress associated with a partial gravity environment (2021)
  • Author(s): Shenke Zhang, Daishin Ueno, Takashi Ohira, Hisashi Kato, Tetsuya Izawa, Sakuya Yamanouchi, Yukari Yoshida, Akihisa Takahashi, Yoshinobu Ohira
  • Organizer: 第68回北関東医学会総会
• [Presentation] DOSIMETRY OF EXPERIMENTAL CARBON-ION MINI-BEAMS TOWARD ‘CARBON-KNIFE’ AND ‘CARBON-FLASH’ (2021)
  • Author(s): Mutsumi Tashiro, Masao Nakao, Yukari Yoshida, Ken Yusa, Tatsuya Ohno
  • Organizer: FRPT2021
  • Int'l Joint Research