2014 Fiscal Year Research-status Report
重イオン誘発バイスタンダー効果の時空間依存性の解析
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25740019
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
横田 裕一郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (30391288)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バイスタンダー効果 / 重イオンビーム / ガンマ線 / 線量依存性 / 線質依存性 / 一酸化窒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の目標は、重イオンビームが誘発するバイスタンダー効果（照射細胞で起こる何らかの作用により周辺の非照射細胞にも放射線の効果が伝わる現象）の時空間依存性を明らかにすることである。本年度はバイスタンダー効果の時間、線量及び線質依存性とその分子メカニズムを調べた。実験では、ヒト正常線維芽細胞WI-38株に炭素イオン（LETは108 keV/μm）又はガンマ線（0.2 keV/μm）を照射し、照射細胞と多孔性メンブレンを挟んで共培養した非照射細胞の生存率を調べた。また、細胞間情報伝達物質の一種である一酸化窒素が培養液中で酸化して生じる亜硝酸イオンの濃度を測定した。その結果、照射細胞と共培養した非照射細胞の生存率は共培養時間あるいは線量の増加とともに低下した。生存率低下の線量応答は炭素イオンとガンマ線で類似しており、バイスタンダー効果は線質に依存しないことを明らかにした。また、一酸化窒素の特異的消去剤を培養液に添加したところ、非照射細胞の生存率は低下しなかった。さらに、培養液中に含まれる亜硝酸イオンは、線量とともに増加した。以上のように、バイスタンダー効果は放射線の種類に依らず、細胞内で合成された一酸化窒素が引き金となって、かつその合成量に応じて起こることを明らかにした。一方、低濃度の一酸化窒素放出剤に曝露した非照射細胞の生存率は低下しなかったことから、一酸化窒素の発生部位も重要である可能性を示した。なお、本年度に得た研究成果は、放射線科学のトップジャーナルの一つであるInternational Journal of Radiation Biology誌に掲載されることが確定した他、60th Annual Meeting of Radiation Research Society（Las Vegas, USA）を含む国内外の会議で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題は、平成25年度～27年度の間に、重イオン誘発バイスタンダー効果の時空間依存性を明らかにすることを目標としている。平成26年度までに、照射細胞と共培養した非照射細胞の生存率低下の時間、線量及び線質依存性を調べるとともに、バイスタンダー効果の誘導における一酸化窒素の役割を調べた。平成27年度は、特殊な表面加工を施したシャーレ上で帯状に並ぶようにパターン培養した細胞集団の一部に、日本原子力研究開発機構で開発・実用化した重イオンマイクロビームを照射することで、バイスタンダー効果の空間的な広がりを評価する予定である。以上のことから、研究計画は現在までおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画の最終年となる平成27年度は、バイスタンダー効果の空間依存性に着目した解析を進める。具体的には、特殊な表面加工を施したシャーレ上で帯状に並ぶようにパターン培養した細胞集団の一部に、1から10粒子の炭素イオンマイクロビームを照射し、周辺の非照射細胞と6から24時間共培養した後、細胞を固定し、DNA2本鎖切断の分子マーカーであるリン酸化ヒストンH2AX、DNA2本鎖切断修復に関与する53BP1及びリン酸化型ATM等のフォーカス形成を指標として、バイスタンダー効果を発現する細胞の空間分布を顕微鏡下で観察する。得られた成果を論文としてまとめ、Radiation Research誌など放射線科学のトップジャーナルに投稿するとともに、15th International Congress of Radiation Research（Kyoto, Japan）やThe 12th International Workshop on Microbeam Probes of Cellular Radiation Response（Tsuruga, Japan）を含む国際会議等で発表する。
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| Causes of Carryover |
物品購入等に際して、受注可能な複数の業者から見積もりを取るなど、経費支出の削減に努めた結果、研究の実施に必要な物品購入等を実施した後に、予算の一部が残ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究計画を実施するための経費の一部に充てる。
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