超高線量率Ｘ線照射の生体反応と医学利用に関する基礎的検討

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24591840
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 岡本 欣晃 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20362791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 良平 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267) ; 吉田 賢史 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (80351906) ; 宮脇 大輔 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30546502) ; 古瀬 元雅 大阪医科大学, 医学部, 講師 (70340560)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: スリット照射

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、高輝度放射光設備(SPring-8)から供給される指向性の高いX線ビームを用いて、超・高線量率（11,000cGy/sec）X線照射のする生体反応の検討を実施した。ブロードビーム照射、マイクロスリットビームX線照射における正常脳の耐容線量の評価では、経過観察期間（90日間）でブロードビーム照射とスリットビーム照射（ビーム幅：25μm/ビーム間隔：300μm）で明らかな生存率の差を認めたので、ビーム間隔と生存率の関係を半致死線量（LD50）で検討した結果、 90日間の経過観察におけるLD50は、ブロードビーム照射で約80Gy、100μm間隔のスリット照射では約180Gy、200μm間隔では約500Gy、300μm間隔では約700Gyでありビーム間隔、ビーム幅に依存してLD50が変化していた。照射はすべて一回照射で、スリット照射のビーム幅は25μmである。
次にブロード照射の組織学的評価では、120Gyを照射し、照射後13日目の個体で脳内に微細な出血と神経細胞の脱落、HE染色ではスリットビームに一致した組織の脱落が確認された。スリット状照射おいては出血や神経細胞の広範な脱落等は見られず、ビーム透過部位に一致した細胞脱落が見られた。マウスに異常行動等は見られず脳の正常機能は保持されたものと考える。また、照射直後に採取した組織像においてはDNAの二重鎖切断部位がビーム透過部位に一致して見られた。スリット照射における最適なビーム間隔の検討ではビーム間隔を広げるにつれてLD50が高線量側にシフトし、より高線量が照射可能であることが示された。
脊髄に対してスリット照射では、ビーム幅50μm、ビーム間隔400μm、ピーク線量110Gy/secのマイクロビームを創出し、同一線量の比較では有意な差はみられなかったが、スリット照射では脱毛や皮膚炎の急性期有害事象の軽減が示された。

Research Products

• [Journal Article] Treatment Outcomes of Particle Radiotherapy Using Protons or Carbon Ions as a Single-Modality Therapy for Adenoid Cystic Carcinoma of the Head and Neck (2014)
  • Author(s): Masaru Takagi,Yusuke Demizu, Naoki Hashimoto, Masayuki Mima, Kazuki Terashima, Osamu Fujii, Dongcun Jin, Yasue Niwa, Koichi Morimoto, Takashi Akagi, Takashi Daimon, Ryohei Sasaki, Yoshio Hishikawa, Mitsuyuki Abe, Masao Murakami, and Nobukazu Fuwa
  • Journal Title: Radiotherapy and Oncology, Volume: 113(3) Pages: 364-370
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2014.11.031.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preclinical Evaluation of Bioabsorbable Polyglycolic Acid (PGA) Spacer for Particle Therapy (2014)
  • Author(s): Hiroaki Akasaka, Ryohei Sasaki, Daisuke Miyawaki, Naritoshi Mukumoto, Nor Shazrina Binti Sulaiman, Masaaki Nagata, Shigeru Yamada, Masao Murakami, Yusuke Demizu, Takumi Fukumoto
  • Journal Title: Int J Radiat Oncol Biol Phys Volume: 90(5) Pages: 1177-1185
  • DOI: 10.1016/j.ijrobp.2014.07.048.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Prognostic value of FDG PET imaging in patients with laryngeal cancer (2014)
  • Author(s): Kitajima K, Suenaga Y, Kanda T, Miyawaki D, Yoshida K, Ejima Y, Sasaki R, Komatsu H, Saito M, Otsuki N, Nibu K, Kiyota N, Minamikawa T, Sugimura K. Prognostic value of FDG PET imaging in patients with laryngeal cancer
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 9(5) Pages: e96999
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0096999. eCollection 2014.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Particle beam radiation therapy using carbon ions and protons for oligometastatic lung tumors. (2014)
  • Author(s): Sulaiman NS, Fujii O, Demizu Y, Terashima K, Niwa Y, Akagi T, Daimon T,Murakami M, Sasaki R, Fuwa N.
  • Journal Title: Radiat Oncol. Volume: 9 Pages: 183
  • DOI: 10.1186/1748-717X-9-183.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Long-term outcome of hypofractionated radiotherapy to the whole breast of Japanese women after breast-conserving surgery (2014)
  • Author(s): Ishihara T, Yoden E, Konishi K, Nagase N, Yoshida K, Kurebayashi J, Sonoo H, Murashima N, Sasaki R, Hiratsuka J
  • Journal Title: Breast Cancer Volume: 21(1) Pages: 40-46
  • DOI: 10.1007/s12282-012-0345-2.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Transcutaneous application of CO2 enhances the antitumor effect of radiation therapy in human malignant fibrous histiocytoma. (2014)
  • Author(s): Onishi Y, Akisue T, Kawamoto T, Ueha T, Hara H, Toda M, Harada R, Minoda M, Morishita M, Sasaki R, Nishida K, Kuroda R, Kurosaka M
  • Journal Title: Int J Oncol. Volume: 45(2) Pages: 732-738
  • DOI: 10.3892/ijo.2014.2476.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Particle therapy using carbon ions or protons as a definitive therapy for patients with primary sacral chordoma (2014)
  • Author(s): Mima M, Demizu Y, Jin D, Hashimoto N, Takagi M, Terashima K, Fujii O, Niwa Y, Akagi T, Daimon T, Hishikawa Y, Abe M, Murakami M, Sasaki R, Fuwa N.
  • Journal Title: Br J Radiol. Volume: 87(1033) Pages: -
  • DOI: 10.1259/bjr.20130512.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of heterogeneity correction on dosimetric parameters of radiotherapy planning for thoracic esophageal cancer. (2014)
  • Author(s): Nakayama M, Yoshida K, Nishimura H, Miyawaki D, Uehara K, Okamoto Y, Okayama T, Sasaki R
  • Journal Title: Medical Dosimetry Volume: 39(1) Pages: 31-33
  • DOI: 10.1016/j.meddos.2013.09.001.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Retrospective analysis of risk factors influencing survival and gait disturbance in patients with spinal metastases (2014)
  • Author(s): Y Ejima, K Kakutani, Y Sakai, K Yoshida, D Miyawaki, H Uezono, H Hara, T Akisue, K Nishida, R Sasaki
  • Organizer: The 15th Asian Oceanian Congress of Radiology
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-28
• [Presentation] Dose Estimation Of Normal Brain Tissue Tolerance For Microbeam Radiation Therapy (2014)
  • Author(s): M Nakayama, N Mukumoto, H Akasaka, D Miyawaki, H Nishimura, K Umetani, N Nariyama, T Kondoh, K Shinohara, R Sasaki
  • Organizer: ASTRO’s 56th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco USA
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-17
• [Presentation] Cyberknife Radiotherapy For Recurrent Head And Neck Cancers (2014)
  • Author(s): H Nishimura, H Mayahara, A Harada, Y Matsuo, H Tanimoto, Y Ejima, D Miyawaki, H Uezono, R Sasaki, M Fujii
  • Organizer: IFHNOS 2014
  • Place of Presentation: NY. USA
  • Year and Date: 2014-07-26 – 2014-07-30
• [Presentation] Intra-abdomical space modulated radiotherapy: Safety and efficacy of absorbable spacer in particle therapy (2014)
  • Author(s): R Sasaki, H Akasaka, D Miyawaki, NS Sulaiman, Y Demizu, S Yamada, M Murakami, T Fukumoto
  • Organizer: European Society for Radiotherapy & Oncology 33
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2014-04-04 – 2014-04-08
• [Presentation] A Novel Radiosensitizer, Monogalactosyl diacylglycerol, Enhanced the Cytotoxic Effects for the Pancreatic Cancer (2014)
  • Author(s): H Akasaka, R Sasaki, I Takayama, M Nakahana, NS Sulaiman, D Miyawaki, K Yoshida, Y Ejima, H Uezono, Y Mizushina
  • Organizer: European Society for Radiotherapy & Oncology 33
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2014-04-04 – 2014-04-08