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2015 Fiscal Year Annual Research Report

異種細胞間における放射線誘発バイスタンダー効果に関する細胞応答解析

Research Project

Project/Area Number 25861137
Research InstitutionNational Institute of Radiological Sciences

Principal Investigator

小西 輝昭  国立研究開発法人放射線医学総合研究所, 研究基盤センター, 研究員 (70443067)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsバイスタンダー効果 / マイクロビーム / 肺がん / 異種細胞間 / 陽子線 / DNA二本鎖切断修復 / ギャップジャンクション / 窒素酸化物ラジカル
Outline of Annual Research Achievements

放射線がん治療のおいて非がん患部領域への線量付与量を減らすために、複数の方向からの多門照射によってその線量の集中性は格段に上がり、非がん患部への線量を軽減する、一方で、低線量放射線による被ばく領域が拡大する。この低線量放射線の影響としてバイスタンダー効果が考えられる。本研究課題では、がん細胞への放射線照射によってその周辺部に存在する正常細胞との細胞間情報伝達機構について、その細胞応答メカニズムを明らかにすること目的とした。また、細胞株としては、ヒト肺がんA549細胞とヒト肺正常WI-38細胞の二種類をモデルケースとし、1)非照射細胞のバイスタンダー応答、並びに2)照射細胞であるがん細胞のDNA損傷修復に対する影響について解析を行った。本課題では、特定の細胞にのみ放射線を付与することが可能な陽子線マイクロビームSPICEを活用した。
照射がん細胞の近傍にいる非照射細胞へのバイスタンダー効果をDNA二本鎖切断誘発(DSB)を指標に解析した。その結果、照射されたがん細胞より非照射細胞のがん・正常の両方にバイスタンダー効果を確認した。照射細胞との細胞膜間情報伝達経路によるバイスタンダー効果は、照射後4時間以降に顕著に表れ、また培地介在性経路によるバイスタンダー効果は、4時間後以降から24時間後にかけて顕著な増加を示した。また両経路による効果は、がん細胞より正常細胞に大きく現れた。これらは、細胞膜間情報伝達阻害剤または窒素酸化物(NO)ラジカル捕獲剤の添加によって抑制されることも確認した。また、照射されたがん細胞では、近傍に正常細胞が存在する条件の方が、そのDSB修復が促進される傾向が見られた。この効果は、NOラジカルを消去すると促進され、また細胞膜間情報伝達阻害剤を添加すると抑制された。本研究により照射されたがん細胞のDSB修復に近傍の正常細胞が重要な役割を担っていることを示唆している。

  • Research Products

    (4 results)

All 2015

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Presentation] An examination of how neighboring un-irradiated normal cells inhibit repair of irradiated cancer cells.2015

    • Author(s)
      Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi, Masakazu Oikawa, Yukio Uchihori, Shino Takeda, Yoshito Kumagai, Yoshiya Furusawa
    • Organizer
      The 12 th International Workshop on Microbeam Probes of Cellular Radiation Response, Microbeam Workshop 2015
    • Place of Presentation
      The Wakasa Wan Energy Research Center (WERC) in Tsuruga, Fukui, Japan
    • Year and Date
      2015-05-30 – 2015-06-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SPICE-NIRS Microbeam: a focused vertical system for proton irradiation of a single cell for radiation biology2015

    • Author(s)
      Teruaki Konishi, Alisa Kobayashi, Peter KN Yu, Gen Yang, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad, Masakazu Oikawa, Yoshiya Furusawa
    • Organizer
      The 12 th International Workshop on Microbeam Probes of Cellular Radiation Response, Microbeam Workshop 2015
    • Place of Presentation
      The Wakasa Wan Energy Research Center (WERC) in Tsuruga, Fukui, Japan
    • Year and Date
      2015-05-30 – 2015-06-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of the bystander effect between microbeam targeted cancer cells and non-targeted normal cells2015

    • Author(s)
      Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi, Masakazu Oikawa, Yukio Uchihori, Shino Takeda, Yoshito Kumagai, Yoshiya Furusawa
    • Organizer
      International Congress of Radiation Research 2015, ICRR2015
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Current Status and Radiobiological Studies Using SPICE-NIRS Microbeam Irradiation System2015

    • Author(s)
      Teruaki Konishi, Alisa Kobayashi, Masakazu Oikawa, Yoshiya Furusawa, Peter KN Yu, Gen Yang, Yoshiyuki Shirakawa, Yukio Uchihori
    • Organizer
      International Congress of Radiation Research 2015, ICRR2015
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2015-05-26 – 2015-05-28
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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