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ヒトがん細胞・正常細胞間における放射線誘発双方向シグナリングの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04268
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線科学
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

小西 輝昭  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70443067)

研究分担者 劉 翠華  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線障害治療研究部, 主任研究員(任非) (00512427)
及川 将一  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 物理工学部, 研究統括(定常) (10391301)
小林 亜利紗  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, 研究員(任常) (30773931)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード放射線がん治療 / 放射線生物学 / 放射線誘発バイスタンダー効果 / マイクロビーム / ギャップ結合 / DNA二本鎖切断 / シグナル伝達 / バイスタンダー効果 / 放射線治療生物学 / 異種細胞間 / バイスタンダー応答 / DNA二本鎖切断修復 / 放射線影響 / 陽子線マイクロビーム / DNA二本鎖切断修復 / γH2AX / ギャップジャンクション / 窒素酸化物 / DNA修復
研究成果の概要

放射線を直接照射された細胞だけでなく、その周辺の非照射細胞にまでも影響が表れるといった放射線誘発バイスタンダー効果がある。本課題は、放射線がん治療のがん患部と周辺正常組織の環境を可能な限り培養細胞で再現し、詳細な知見を得るために、単一細胞への照準・照射・追跡を可能にするマイクロビーム細胞照射装置SPICEを活用した。本課題において、照射がん細胞は周辺の正常細胞と双方的なシグナル伝達によって照射されたがん細胞のDNA二本鎖切断修復の促進し、また、このような異種細胞間における防御的な細胞応答は、細胞膜のギャップ結合を介したシグナル伝達(GJIC)によって誘導されることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、放射線がん治療は、がん患部への線量集中性の向上などハード面の高度化の他、新規抗がん剤開発や免疫療法の併用など、患者の高いQOLを実現しつつある。本課題は、放射線がん治療におけるがん患部とその周辺組織における異種細胞間における生体応答について、培養細胞レベルで可能な限り模擬し、個々の細胞の照射・照準・観察を可能とするマイクロビーム照射技術を応用することで、単一細胞レベルでの異種細胞間における細胞応答解析を実現した。また、本研究課題の成果である異種細胞間特異的ながん細胞と正常細胞間における双方向なシグナル伝達による防御応答メカニズムは、放射線がん治療の高度化に向けて非常に重要な知見である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Chiang Mai University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Malaysian Nuclear Agency(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Hefei Institute of Physical Science, CAS/Fudan University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Malaysian Nuclear Agency(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Chiang Mai University(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science/Peking University(中国)

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      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Malaysia Nuclear Agency(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Chiang Mai University(タイ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of Endoplasmic Reticulum and Mitochondrion in Proton Microbeam Radiation-Induced Bystander Effect2019

    • 著者名/発表者名
      Dong Chen、Tu Wenzhi、He Mingyuan、Fu Jiamei、Kobayashi Alisa、Konishi Teruaki、Shao Chunlin
    • 雑誌名

      Radiation Research

      巻: 193 号: 1 ページ: 63-63

    • DOI

      10.1667/rr15469.1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Emerging Role of Secondary Bystander Effects Induced by Fractionated Protons Microbeam2019

    • 著者名/発表者名
      Narongchai Autsavapromporn , Cuihua Liu , Alisa Kobayashi , Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad , Masakazu Oikawa , Nahathai Dukaew , Jun Wang , Ariyaphong Wongnoppavich , Teruaki Konishi
    • 雑誌名

      Radiation Research

      巻: 191(2) 号: 2 ページ: 211-216

    • DOI

      10.1667/rr15155.1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] BYSTANDER WI-38 CELLS MODULATE DNA DOUBLE-STRAND BREAK REPAIR IN MICROBEAM-TARGETED A549 CELLS THROUGH GAP JUNCTION INTERCELLULAR COMMUNICATION2018

    • 著者名/発表者名
      Alisa Kobayashi、Narongchai Autsavapromporn、Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad、Masakazu Oikawa、Shino Homma-Takeda、Yoshiya Furusawa、Jun Wang、Teruaki Konishi
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: - 号: 1-2 ページ: 142-146

    • DOI

      10.1093/rpd/ncy249

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Radiation quality effects alteration in COX-2 pathway to trigger radiation-induced bystander response in A549 lung carcinoma cells2018

    • 著者名/発表者名
      Alisa Kobayashi、Teruaki Konishi
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 59 ページ: 183-189

    • DOI

      10.1093/jrr/rry065

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced DNA double-strand break repair of microbeam targeted A549 lung carcinoma cells by adjacent WI38 normal lung fibroblast cells via bi-directional signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Alisa、Tengku Ahmad Tengku Ahbrizal Farizal、Autsavapromporn Narongchai、Oikawa Masakazu、Homma-Takeda Shino、Furusawa Yoshiya、Wang Jun、Konishi Teruaki
    • 雑誌名

      Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis

      巻: 803-805 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2017.06.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Co-Culturing with Fractionated Carbon-Ion-Irradiated Cancer Cells on Bystander Normal Cells and Their Progeny2017

    • 著者名/発表者名
      N Autsavapromporn, C Liu, T Konishi.
    • 雑誌名

      Radiation Research

      巻: 188 号: 3 ページ: 335-341

    • DOI

      10.1667/rr14773.1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A correlation of long term effects and radiation quality in the progeny of bystander cells after microbeam radiations : The experimenral study of radiotherapy for cancer risk mitigation.2017

    • 著者名/発表者名
      Narongchai Autsavapormporn, Teruaki Konishi, Liu Cuihua, Noriko Usami, Tomoo Funayama, Azzam I. Edouard, Masao Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Physics

      巻: 860 ページ: 012026-012026

    • DOI

      10.1088/1742-6596/860/1/012026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Proton induced fluorescence microscopy of single living cells utilizing advanced microbeam irradiation system (SPICE)2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ohsawa, Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi
    • 学会等名
      ABiS Symposium Forefront and Future of Electron Microscopic Imaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロビーム照射技術を活用したシングルセルバイオロジーへの展開2020

    • 著者名/発表者名
      小西 輝昭
    • 学会等名
      医療放射線技術研究会, 応用物理学会放射線分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hypoxia and proton microbeams: Role of gap junction communication in inducing bystander response on human lung cancer and normal human lung cells2019

    • 著者名/発表者名
      Narongchai Autsavapromporn, Cuihua Liu, Alisa Kobayashi, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad, Teruaki Konish
    • 学会等名
      16th International Congress of Radiation Research, International Congress of Radiation Research (ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Activities on SPICE-NIRS microbeam facility2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Konishi
    • 学会等名
      Workshop on Proton beam technologies for biomedical applications, National University of Singapore/QST-iQLS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial distribution of DNA double-strand breaks from focused proton tracks in human cells following SPICE microbeam irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ohsawa, Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi
    • 学会等名
      3rd QST International Symposium on Quantum Life Science, Institute for Quantum Life Science, QST, 2019-12-04
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced microbeam technology for single cell radiation biology2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Konishi, Alisa Kobayashi, Daisuke Ohsawa, Masakazu Oikawa
    • 学会等名
      3rd QST International Symposium on Quantum Life Science, Institute for Quantum Life Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of radiation-induced bystander response between human normal cells and cancer cells using SPICE-NIRS microbeam2019

    • 著者名/発表者名
      Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi, Daisuke Ohsawa
    • 学会等名
      The Joint Workshop of QST-NIRS, CEA and IRSN, QST-NIRS, 2019-10-29
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロビーム照射細胞の蛍光画像解析マクロの開発と バイスタンダー研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      大澤大輔, 小林亜利紗, 小西輝昭
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会, 一般社団法人日本宇宙生物科学会, 2019-09-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Localized dose dependence of DNA double strand break region in human cells irradiated by SPICE microbeam2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ohsawa, Teruaki Konishi
    • 学会等名
      19th International Conference on Solid State Dosimetry (SSD19), International Solid State Dosimetry Organization (ISSDO), 2019-09-19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiosensitivity Enhancement by Eurycomalactone in Lung Adenocarcinoma via G2/M Cell Cycle Arrest Induction and Delay of DNA Double-strand Break Repair2019

    • 著者名/発表者名
      Nahathai Dukaew, Narongchai Autsavapromporn, Teruaki Konishi, Kongthawat Chairatvit, Noppamas Soonthornchareonnon
    • 学会等名
      16th International Congress of Radiation Research, International Congress of Radiation Research (ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] COX-2を指標とした重粒子線誘発バイスタンダー応答における線質依存性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小林 亜利紗, 大澤 大輔, 小西 輝昭
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会, 一般社団法人日本宇宙生物科学会, 2019-09-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Radiation quality modulates NF-κB mediated COX-2 expression in bystander cells2019

    • 著者名/発表者名
      Alisa Kobayashi, Teruaki Konishi, Daisuke Ohsawa, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahamd
    • 学会等名
      16th International Congress of Radiation Research, International Congress of Radiation Research (ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced microbeam irradiation system for single cell analysis of defensive cellular response against radiation2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Konishi, Daisuke Ohsawa, Alisa Kobayashi, Masakazu Oikawa
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第62回シンポジウム, 日本顕微鏡学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞質損傷を起因とした防御的細胞応答2019

    • 著者名/発表者名
      小西 輝昭, 小林 亜利紗, 大澤 大輔, 及川 将一, Jun Wang
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会, 一般社団法人日本宇宙生物科学会, 2019-09-21
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Activation of defensive cellular response triggered by microbeam induced cytoplasmic damage.2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Konishi, Alisa Kobayashi, Daisuke Ohsawa, Narongchai Autsavapormporn, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad, Masakazu Oikawa, Jun Wang
    • 学会等名
      16th International Congress of Radiation Research, International Congress of Radiation Research (ICRR2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bystander WI-38 normal lung fibroblast cells modulate DNA double-strand break repair in microbeam-targeted A549 cells through gap junction intercellular communication2017

    • 著者名/発表者名
      Alisa Kobayashi, Narongchai Autsavapromporn, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad, Masakazu Oikawa, Shino Homma-Takeda, Yoshiya Furusawa, Jun Wang, Teruaki Konishi
    • 学会等名
      MICROS 2017,INFN-Laboratori Nazionali di Legnaro, 2017, Nov 7th
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SPICE-NIRS microbeam:マイクロビームのアドバンテージを活用した放射線生物研究2017

    • 著者名/発表者名
      小西 輝昭, 小林 亜利紗, 大澤 大輔, 劉 翠華, 古澤 佳也, 及川 将一
    • 学会等名
      日本放射線影響学会, 第60回大会、千葉、2017年10月27日
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced DSB repair triggered by cytoplasmic damage induced by proton microbeam irradiation Teruaki Konishi, Jun wang, Tengku Ahbrizal Farizal Tengku Ahmad, Narongchai Autsavapromporn, Alisa Kobayashi, Masakazu Oikawa, Yoshiya Furusawa2017

    • 著者名/発表者名
      Enhanced DSB repair triggered by cytoplasmic damage induced by proton microbeam irradiation
    • 学会等名
      5th International Symposium on Space Radiation and Particle Radiotherapy, Sochow, Shianghai, 2017-05-26
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Importance of the Primary-and Secondary Bystander Responses Cross-Talk between Human Lung Cancer and Lung Normal Cells after Proton Microbeam Irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Narongchai Autsavapromporn, Alisa Kobayashi, Yoshiya Furusawa, Teruaki Konishi
    • 学会等名
      5th International Symposium on Space Radiation and Particle Radiotherapy, Sochow, Shianghai, 2017-05-26
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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