Antioxidant capacity as an indicator of radiation late effects

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19683
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 58:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: MORITAKE Takashi 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 放射線規制科学研究部, 部長 (50450432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 孫 略 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40757704) ; 鈴木 正敏 東北大学, 災害科学国際研究所, 講師 (60515823)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 晩期障害 / 慢性被ばく / 低線量被ばく / 低線量率被ばく / 血液抗酸化能 / 放射線白内障 / グルタチオン

Outline of Final Research Achievements

Radiation late effects are associated with oxidative stress, such as increased reactive oxygen species (ROS) and decreased antioxidant capacity. The 5 Gy whole-body irradiation experiment results in mice in this study showed that the blood antioxidant capacity was chronically decreased after exposure, and mouse strain differences (A/J, ICR) were observed in the decrease pattern. Radiation cataract, a late effect of radiation, did not appear until about 600 days after exposure to 3 Gy whole-body acute irradiation. However, the amount of glutathione in the eye showed a significant decrease from 4 to 45 days after acute whole-body exposure to 3 Gy, after which the difference from the control group disappeared. 3 Gy whole-body chronic exposure showed the same tendency as acute exposure, but the difference was insignificant.

Free Research Field

医療放射線防護

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放射線晩発障害の発症リスクを被ばく後の早期に予測できれば、その予防的介入（治療）が可能となる。放射線によるDNA損傷やフリーラジカル等の蓄積によるタンパク質の変性が放射線白内障の原因として考えられているが、正確な発症メカニズムは未だ明らかになっていない。本研究では、全身被ばく後に血液の抗酸化能（グルタチオンレベル）が持続的に低下するのに対して、眼球内グルタチオンレベルは回復を示すことが分かり、水晶体内部と全身の血液では異なるグルタチオン変動パターンを明らかにした。本データは急性・慢性被ばく後の眼内の抗酸化能を評価した世界初の報告となり、放射線白内障発症機序の解明に貢献した。