2022 Fiscal Year Research-status Report

放射線誘発バイスタンダー効果による放射線抵抗性獲得機序の解明

Research Project

Project/Area Number	20K16744
Research Institution	National Institutes for Quantum Science and Technology
Principal Investigator	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, 量子医科学研究所物理工学部, 主任研究員 (30773931)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2025-03-31
Keywords	放射線誘発バイスタンダー効果
Outline of Annual Research Achievements	本研究はバイスタンダー効果によるがん細胞の放射線抵抗性獲得の線質依存性および機序を明らかにすることを目的とした。現在までに重粒子線（炭素イオン、鉄イオン）および硬エックス線をヒト肺がんA549細胞に照射し、照射細胞が同一生存率を示す条件間におけるバイスタンダーがん細胞の応答を、抵抗性獲得に関与する分子：Cyclooxygenase-2(COX-2)の発現を指標に比較評価した。その結果、エックス線と炭素イオン照射条件のバイスタンダーがん細胞では非照射コントロール条件と比較して有意にCOX-2発現が増加する一方、鉄イオン照射条件においては非照射コントロール条件との差は見られなかった。さらに炭素イオン照射バイスタンダー細胞においては、COX-2の転写因子であるNF-κBが活性化していたが、鉄イオンではNF-κB活性が見られなかった。このことから、バイスタンダー応答によるCOX-2発現とその経路に線質依存性が存在し、鉄イオンによる照射はバイスタンダー細胞の放射線抵抗性獲得を抑制する可能性を示した。研究再開後は、①鉄イオンによって照射されたバイスタンダーがん細胞において、実際に放射線抵抗性獲得が抑制されるのか、②バイスタンダーがん細胞における放射線抵抗性獲得がCOX-2活性によっておきる現象なのか確認する。具体的には、①については、重粒子線（炭素イオン、鉄イオン）もしくは硬エックス線および陽子線マイクロビームをヒト肺がんA549細胞に照射したのち、照射細胞と共培養したバイスタンダー細胞に対して放射線照射を行い、下記の実験を行う。（１）細胞生存率をコロニー形成法により取得する。（２）アポトーシス誘発頻度をAnnexin VのFCM解析により評価する。（３） DSB修復経路の活性をヒストンタンパク質のリン酸化によって評価する。 ②については、COX-2ノックアウト細胞を用い、上記（１）-（３）の実験を行うことによって評価する
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 令和3年11月～令和4年3月まで産前産後の休暇および育児休業を取得し、当該期間の研究を中断したため。
Strategy for Future Research Activity	研究再開後は、①鉄イオンによって照射されたバイスタンダーがん細胞において、実際に放射線抵抗性獲得が抑制されるのか、②バイスタンダーがん細胞における放射線抵抗性獲得がCOX-2活性によっておきる現象なのか確認する。具体的には、①については、重粒子線（炭素イオン、鉄イオン）もしくは硬エックス線および陽子線マイクロビームをヒト肺がんA549細胞に照射したのち、照射細胞と共培養したバイスタンダー細胞に対して放射線照射を行い、下記の実験を行う。（１）細胞生存率をコロニー形成法により取得する。（２）アポトーシス誘発頻度をAnnexin VのFCM解析により評価する。（３） DSB修復経路の活性をヒストンタンパク質のリン酸化によって評価する。 ②については、COX-2ノックアウト細胞を用い、上記（１）-（３）の実験を行うことによって評価する。
Causes of Carryover	令和3年11月～令和4年3月まで産前産後の休暇および育児休業を取得し、当該期間の研究を中断したため。