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重イオン生物応答メカニズムのテーラーメードマイクロビーム照射による解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K00552
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

舟山 知夫  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員(定常) (40354956)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードマイクロビーム / 重イオン / 高LET / 重イオンヒット効果 / バイスタンダー効果
研究成果の概要

本研究では、従来の汎用マイクロビーム照射容器では実現が難しい、放射線誘発バイスタンダー効果誘導における細胞間情報伝達の距離限界の解析を念頭においた、テーラーメード照射容器の開発を行った。3次元CADソフトウェアを用いて設計した、幅2mmの溝を迷路状に配置した壁面部品に、細胞接着面となるカバーガラスを接着し、細胞接着性を改善する真空プラズマ処理を行った。製作した容器に、ヒト子宮頸がん由来培養細胞HeLaを播種し、容器の迷路端を重イオンマイクロビーム装置細胞照準系の顕微鏡下で観察し、炭素イオンマイクロビームで照射を行うことができることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重イオン特有の生物効果の解明は、その応用である重粒子線がん治療やイオンビーム育種の高度化、長期宇宙滞在における宇宙放射線リスク評価において重要な課題である。重イオンマイクロビームを用いた細胞への照準照射はこの課題を解決する上で極めて有効な手法であるが、従来の汎用マイクロビーム照射容器を用いた照射では実現可能な実験が限定されていた。本研究で確立した、ラピッドプロトタイピング技術を用いた、照射実験の要件ごとに形状を最適化したテーラーメード照射容器を製作する技術は、重イオンマイクロビームを用いて実現できる実験の幅を大きく拡大し、重イオン特有の生物効果の解明や、その応用の高度化に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 重イオンマイクロビームを用いた生物照射技術とその利用研究2019

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫, 鈴木 芳代
    • 雑誌名

      放射線

      巻: 44 ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 放射光マイクロビームを使った生物照射効果研究2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅雄, 宇佐美 徳子, 舟山 知夫, 横田 裕一郎, 鈴木 芳代, 小林 泰彦
    • 雑誌名

      放射線

      巻: 44 ページ: 147-149

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Validation of Ion Species and Beam Size Availability in Collimating Ion Microbeam System of TIARA2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Funayama, Michiyo Suzuki
    • 雑誌名

      QST-M-16, QST Takasaki Annual Report 2017

      巻: - ページ: 78-78

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Target Irradiation of Individual Cells Using Focusing Heavy-ion Microbeam of QST-Takasaki (VII): Utilization of Polypropylene Film Dish for Analyzing Heavy-ion Hit Effect of Irradiated Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Funayama Tomoo、Tabei Suguru
    • 雑誌名

      QST-M-8, QST Takasaki Annual Report 2016

      巻: - ページ: 84-84

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Histone Deacetylase Inhibitors Sensitize Murine B16F10 Melanoma Cells to Carbon Ion Irradiation by Inducing G1 Phase Arrest2017

    • 著者名/発表者名
      Saito Katsuyo、Funayama Tomoo、Yokota Yuichiro、Murakami Takashi、Kobayashi Yasuhiko
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 40 号: 6 ページ: 844-851

    • DOI

      10.1248/bpb.b16-01025

    • NAID

      130005688082

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abscopal Activation of Microglia in Embryonic Fish Brain Following Targeted Irradiation with Heavy-Ion Microbeam.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda T, Kamahori M, Nagata K, Watanabe-Asaka T, Suzuki M, Funayama T, Mitani H, Oda S.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 18(7) 号: 7 ページ: 1428-1428

    • DOI

      10.3390/ijms18071428

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 量研機構・高崎の重イオンマイクロビーム2016

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫, 横田 裕一郎, 鈴木 芳代
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 51 ページ: 336-356

    • NAID

      40021064788

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 重イオン線によるバイスタンダー応答の特徴2016

    • 著者名/発表者名
      冨田 雅典, 松本 英樹 , 舟山 知夫
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 51 ページ: 324-335

    • NAID

      40021064759

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo 3D analysis of systemic effects after local heavy-ion beam irradiation in an animal model2016

    • 著者名/発表者名
      Nagata K, Hashimoto C, Watanabe-Asaka T, Itoh K, Yasuda T, Ohta K, Oonishi H, Igarashi K, Suzuki M, Funayama T, Kobayashi Y, Nishimaki T, Katsumura T, Oota H, Ogawa M, Oga A, Ikemoto K, Itoh H, Kutsuna N, Oda S, and Mitani H
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 28691-28691

    • DOI

      10.1038/srep28691

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Live-Cell Imaging System for Long-Term Analysis of Bystander Cell Populations Irradiated with Heavy-Ion Microbeams2016

    • 著者名/発表者名
      T. Funayama, Y. Yokota , Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      QST-M-2, QST Takasaki Annual Report 2015

      巻: - ページ: 109-109

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 放射線の微視的線量分布とマイクロビーム2018

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重イオンマイクロビームを用いた生命科学研究2018

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫, 鈴木 芳代
    • 学会等名
      量子生命科学研究会第2回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重イオンマイクロビームを用いた生物照射技術とその利用研究2018

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫、鈴木 芳代
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重イオンマイクロビームシステムオフライン観察系の高度化2017

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫, 横田 裕一郎
    • 学会等名
      第1回QST高崎研シンポジウム
    • 発表場所
      高崎量子応用研究所(群馬県・高崎市)
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 量研高崎の重イオンマイクロビームを用いた生物照射効果解析技術2017

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫、鈴木 芳代、横田 裕一郎
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 量研高崎におけるマイクロビーム生物研究2017

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫、鈴木 芳代、横田 裕一郎
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第60回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重イオンマイクロビームを用いたモデル生物研究2016

    • 著者名/発表者名
      舟山 知夫, 白井 孝治, 保田 隆子, 浅香 智美, 尾田 正二, 三谷 啓志, 鈴木 芳代
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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