2014 Fiscal Year Research-status Report
再結合ラジカルによる細胞致死効果の増強に関する機序解明
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26460735
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| Research Institution | Hiroshima International University |
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Principal Investigator |
羽根田 清文 広島国際大学, 保健医療学部, 准教授 (30280192)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射線治療 / ラジカル再結合 / ゲル検出器 / モンテカルロシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ラジカル重合反応の測定が可能なゲル検出器による実測とモンテカルロシミュレーションによる計算とを組み合わせることによりラジカル生成量を定量的に測定・評価し、それらの結果からLET値と再結合ラジカル発生率の関係および再結合ラジカルによる細胞致死効果の増強に関する機序解明を試みるものである。
研究初年度である本年は、粒子線治療でも比較的物理線量変化の少ない陽子線にて基本的な機序解明を試みた。
陽子線施設で使用されている物理線量の把握およびそれを理論的に解析可能とする計算モデル（モンテカルロシミュレーション）の開発を行った。水ファントム内にて電離箱線量計にて予め測定し得られた線量分布に対し、計算モデルを構築するため、陽子線施設と同様の環境を設定したモンテカルロシミュレーションを行うことにより、実測された物理線量分布とほぼ等しい計算モデルを構築することが出来た。次の段階として、ラジカル重合反応を考慮した計算モデルの構築を試みた。ラジカル重合反応は水ファントムでの実測困難な為、水等価物質であるゲル媒体を使用したゲル検出器を用いて行った。ゲル検出器に関しても電子線による実測と同様の条件にて陽子線を照射し、線量分布を取得し、同様にモンテカルロシミュレーションにて計算モデルを構築した。物理線量とラジカル重合により変化した線量を比較することにより、ラジカル重合反応の放射線増感機序の一端を確認することが出来た。しかし、本モデルでは放射線増感を過小評価している可能性も併せて示唆された。
今後の課題として、現在もモデルにて生じている過小評価の原因解明および改善を行うことにより、細胞致死効果の増強に関する計算モデルの構築を行いたい。
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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
今回の研究にて使用にているゲル検出器および計算モデル（モンテカルロシミュレーション）は、以前から高エネルギーＸ線治療に関する研究にて使用していたため、陽子線の研究を行うにあたり、これらの経験を反映して研究を始めることが出来た。また、モンテカルロシミュレーションによる計算は、本研究費にて高速演算可能な計算機を購入したため計算時間を短縮可能となり、様々な状況を勘案した計算が短期間にて可能となり計算モデルの算定が順調に行えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要でも記載したが、現在の計算モデルでは生物学的影響に関して過小評価が認められるため、計算モデルの修正が必要である。現在の所、細胞核内の条件を再検討し計算モデルの多項化による対応を考えている。
細胞核内の条件変更に伴う計算モデルの多項化により、計算時間の大幅な延長が予測されるため、モンテカルロシミュレーションによる計算手法に関してもグリッド化による並列計算など計算時間の短縮などの対策も併せて行う予定である。
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| Causes of Carryover |
残額が生じた理由として、本年度予算として国際学会への参加費を支出した。近年の急激な円高による為替変化を考慮し少し多めの予算配分として考えていたが、予想を若干した回った。また、為替確定が年明けとなり、残額にて研究物品を購入可能な時期が過ぎたため物品の購入を次年度に延期した為である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額は現在の課題である計算モデルの複雑化に伴う計算時間の延長を少しでも短縮する為の計算速度向上につながる物品の購入に充てる予定である。
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