Cellular responses for targeted cytoplasmic irradiation with X-ray microbeams produced by synchrotron radiation
| Project/Area Number |
21K12249
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 雅雄 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 専門業務員 (70281673)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 放射光X線マイクロビーム / ヒト正常細胞 / 細胞質限定的照射 / 細胞核限定的照射 / バイスタンダー効果 / 放射線適応応答 / ギャップジャンクション / 細胞間情報伝達機構 / 放射光X線 / X線マイクロビーム / 放射光 |
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| Outline of Research at the Start |
高LET重イオンマイクロビームを用いた研究から、遺伝情報が存在しない細胞質のみに放射線を照射したときにも生物効果が誘導される報告があるが、メカニズムを含めた全容はほとんど判っていない。一方低LET放射線であるＸ線による研究は、Ｘ線マイクロビームを生物影響研究に供することの困難さから非常に限られている。本研究は、高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設の強い強度のシンクロトロン放射光を線源としてＸ線をマイクロビーム化し、これまでに確立したヒト正常細胞の細胞質限定的照射法を駆使して細胞質のみにＸ線を照射した時の生物効果・細胞応答誘導の解明を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設にある放射光X線マイクロビーム照射装置を用いて、X線のような低LET（Linear Energy Transfer）放射線のエネルギーが細胞質に付与されたときに誘導される細胞応答のうち、（1）それに引き続く細胞核への放射線損傷の影響を低減する放射線適応応答、（2）細胞質照射によって誘導される細胞応答とバイスタンダー効果の関係性、を明らかにすることを目的として計画した。実験は、コンピューター制御照射システムで認識した細胞の細胞質のみに予めX線を0.092Gy照射し、3時間炭酸ガスインキュベーター内に保持した後細胞核のみにX線を0.092Gy照射した場合の細胞生存率を細胞核単独照射の場合と比較して放射線適応応答を評価した。得られた結果は、予めすべての細胞の細胞質にX線を照射した細胞集団の細胞生存率は98%となり、細胞質照射がない場合の生存率（79%）と比べて有意に高くなることが判った。すなわち細胞質照射によって放射線適応応答が誘導されることを明らかにした。さらに細胞集団中ランダムに選択した10%の細胞の細胞質に予めX線を照射した場合の生存率は95%となり、同様の効果が観察されることを確認した。“全体の10%の細胞の細胞質に予め照射した時の放射線適応応答誘導は、X線照射細胞と非照射細胞間に跨がるバイスタンダー効果が関与する”とする仮説を立てて、ギャップジャンクションを介した細胞間情報伝達機構に由来した細胞応答に焦点を絞り、ギャップジャンクション阻害剤を併用した実験を実施した結果、95%の生存率が73%まで減少した。すなわち細胞質に予め照射していない対照群のレベルまで生存率が復帰したことから、ギャップジャンクションを介した細胞間情報伝達機構によるバイスタンダー効果によって放射線適応応答が誘導されたと結論した。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
