DNA損傷修復関連因子を用いた粒子線トラック構造の生物学的可視化に関する基礎研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461902
• Research Institution: National Institute of Radiological Sciences
• Principal Investigator: 平山 亮一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 主任研究員 (90435701)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 粒子線 / トラック構造 / OHラジカル / DNA二本鎖切断 / H2AXのリン酸化

Outline of Annual Research Achievements

粒子線の生物効果を、粒子線トラック構造の観点から評価し、生物学的可視化を通じて粒子線特異的な生物応答の機構解明を狙う。
ヒト正常細胞をG0/G1に同調し、DNA二本鎖切断部位を反映しているH2AXのリン酸化領域を測定し、DNA二本鎖切断の粒子線トラックの広がりを調べた。 粒子線は、核破砕による二次粒子の混入を避けるため、（独）日本原子力研究開発機構にあるイオン照射研究施設（TIARA）から供給される低エネルギー炭素イオンビーム（18.3 MeV/n：~200 keV/µm）を用いて照射実験を行った。 線量は1細胞あたりに1粒子がヒットするように調整すた（1 Gy）。　照射後30分と24時間にサンプルを固定しH2AXのリン酸化領域を観察した。 さらに照射1時間前に1MのDMSOで細胞を処理し、炭素線誘発OHラジカルの効果を抑制した状況で、H2AXのリン酸化領域を観察した。現在データは解析中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験マシンタイムが1度しかなかったため、再現実験を行うことができなかった。しかし、実験条件等は固定され、次年度からはマシンタイムが配分されれば、予定していた実験は十分に行える状況になった。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度はマシンタイムを十分確保し、炭素以外のネオンイオンなどの他の粒子種を使用し、H2AXのリン酸化を用いたトラック構造の可視化を修復時間、OHラジカル寄与に加えた粒子種依存性についてもデータを取得していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] 重粒子線における酸素効果とそのメカニズム (2014)
  • Author(s): 平山亮一
  • Journal Title: 医学物理（Japanese Journal of Medical Physics） Volume: 34 Pages: 65-69
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 重粒子線治療における3次元スキャニング照射法の物理・生物学的メリット (2015)
  • Author(s): 平山亮一
  • Organizer: 第30回よりよい粒子線医療を目指す勉強会
  • Place of Presentation: 兵庫県立粒子線医療センター, たつの市, 兵庫
  • Year and Date: 2015-01-22 – 2015-01-22
  • Invited
• [Presentation] THE HIGH BIOLOGICAL EFFECTS OF CARBON-ION BEAMS FOR CELL KILLING AND MICRONUCLEUS FORMATION (2014)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Masakuni Ozaki, Yoshitaka Matsumoto, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • Organizer: International Conference on Radiation Biology (ICRB2014)
  • Place of Presentation: NASC Complex, Delhi, India
  • Year and Date: 2014-11-11 – 2014-11-13
  • Invited
• [Presentation] 3次元スキャニング照射における物理・生物学的メリット (2014)
  • Author(s): 平山亮一、鵜澤玲子、小原麻希、白井敏之、古澤佳也
  • Organizer: 第11回日本粒子線治療臨床研究会
  • Place of Presentation: サンメッセ鳥栖, 鳥栖, 佐賀
  • Year and Date: 2014-10-04 – 2014-10-04
  • Invited
• [Presentation] 放射線の直接作用による細胞致死も酸素によって増感される (2014)
  • Author(s): 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、小原麻希、野口実穗、伊藤敦、岡安隆一、白井敏之、古澤佳也
  • Organizer: 日本放射線影響学会第57回大会
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター, 鹿児島
  • Year and Date: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [Presentation] Level of oxygen plays a role in X-ray induced cell killing by direct action (2014)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Atsushi Ito, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Ryuichi Okayasu, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • Organizer: 41st Annual Meeting of the European Radiation Research Society
  • Place of Presentation: Aldemar Paradise Mare, Rhodes, Greece
  • Year and Date: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [Presentation] The relative biological effectiveness and oxygen enhancement ratio of low-and high-LET radiations for micronucleus formation in solid tumors (2014)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Ozaki Masakuni, Yoshitaka Matsumoto, Miho Noguchi, Koichi Ando, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • Organizer: 11th International Symposium on Chromosomal Aberrations
  • Place of Presentation: Aldemar Paradise Mare, Rhodes, Greece
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • Invited
• [Presentation] 重粒子線照射によるSLD回復と再酸素化 (2014)
  • Author(s): 平山亮一、鵜澤玲子、松本孔貴、小原麻希、白井敏之、古澤佳也
  • Organizer: 第43回放射線による制癌シンポジウム/第52回生物部会学術大会
  • Place of Presentation: メルパルク京都, 京都
  • Year and Date: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [Presentation] Direct action from high LET IR is the dominant mechanism for cellular lethality yielding larger RBEs and smaller OERs with increasing LET (2014)
  • Author(s): Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Kei Yamashita, Maki Obara, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • Organizer: 13th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • Place of Presentation: MIT, Boston, USA
  • Year and Date: 2014-06-14 – 2014-06-18