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初期レドックス反応に基づく重粒子線の増感に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K07695
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52040:放射線科学関連
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

松本 謙一郎  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 放射線規制科学研究部, グループリーダー (10297046)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード放射線増感 / 重粒子線 / 炭素線 / 放射線生物影響 / 活性酸素 / 過酸化水素 / 紫外線 / ヒドロキシルラジカル / レドックス反応 / グルタチオンペルオキシダーゼ / セレン欠乏 / ヒドロペルオキシルラジカル / フェントン反応 / 紫外線分解 / レドックス
研究成果の概要

重粒子線が生成する過酸化水素(H2O2)の生物影響に対する増感因子についてマウス個体を用いて評価した。H2O2分解酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ(GSH-Px)を失活するセレン(Se)欠乏マウスを作成した。X線または炭素線をSe欠乏マウスに単回全身照射後の30日間生存率、後肢への単回照射後の脚短縮率、頭部への単回照射後の脳内レドックス状態を調べた。Se欠乏は30日間生存率を有意に低下したが、脚短縮率および脳内レドックス変化は正常マウスと差が無かった。後肢への炭素線照射直後に紫外線照射を行い、H2O2を分解してヒドロキシルラジカル生成を試みたところ、脚短縮率の増大と加速が観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セレン欠乏によりグルタチオンペルオキシダーゼの過酸化水素分解能を失活させた場合には、炭素線の生体影響の増感を組織単位で観察することはできなかった。しかし炭素線照射直後の組織への紫外線照射により、過酸化水素を分解してヒドロキシルラジカルの生成を試みたところ、炭素線の生物効果の増感が見られた。過酸化水素からヒドロキシルラジカルが発生する反応を促進すれば、重粒子線による過酸化水素の特徴ある分布に基づいて、腫瘍組織特異的に重粒子線の効果を増幅できる可能性が得られた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Estimation of the Local Concentration of the Markedly Dense Hydroxyl Radical Generation Induced by X-rays in Water2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ken-ichiro、Ueno Megumi、Shoji Yoshimi、Nakanishi Ikuo
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 3 ページ: 592-592

    • DOI

      10.3390/molecules27030592

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of an experimental mouse model lacking selenium-dependent glutathione peroxidase activities by feeding a selenium-deficient diet2021

    • 著者名/発表者名
      上野 恵美,下川 卓志,関根(鈴木) 絵美子,乳井 美奈子,中西 郁夫,松本 謙一郎
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 68 号: 2 ページ: 123-130

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-36

    • NAID

      130007993432

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of LET on oxygen-dependent and-independent generation of hydrogen peroxide in water irradiated by carbon-ion beams2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ken-ichiro、Ueno Megumi、Nyui Minako、Shoji Yoshimi、Nakanishi Ikuo
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 55 号: 6 ページ: 589-594

    • DOI

      10.1080/10715762.2021.1915489

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heavy-Ion Beam-Induced Reactive Oxygen Species and Redox Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      松本 謙一郎,上野 恵美,荘司 好美,中西 郁夫
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 55 号: 4 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1080/10715762.2021.1899171

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhomogeneous Generation of Hydroxyl Radicals in Hydrogen Peroxide Solution Induced by Ultraviolet Irradiation and in a Fenton Reaction System2020

    • 著者名/発表者名
      上野 恵美,中西 郁夫,松本 謙一郎
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 54 号: 4 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1819995

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Localized Highly Concentrated Hydrogen Peroxide Clusters in Water by X-Rays2020

    • 著者名/発表者名
      上野 恵美,中西 郁夫,松本 謙一郎
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 54 号: 5 ページ: 360-372

    • DOI

      10.1080/10715762.2020.1774574

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 水の放射線分解で生成する活性酸素種の定量測定と生成密度の評価2020

    • 著者名/発表者名
      松本 謙一郎、上野 恵美、荘司 好美、中西 郁夫
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 55 ページ: 303-321

    • NAID

      40022471866

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantitative analysis of carbon-ion beam-induced reactive oxygen species and redox reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ken-ichiro、Nyui Minako、Ueno Megumi、Ogawa Yukihiro、Nakanishi Ikuo
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 65 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3164/jcbn.18-34

    • NAID

      130007672105

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A combination effect of carbon ion beam and UVB irradiations to mouse leg contracture2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno Megumi, Shoji Yoshimi, Nakanishi Ikuo, Matsumoto Ken-ichiro
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of hydrogen peroxide in water irradiated by carbon-ion beam; Effects of dissolved oxygen and LET2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno Megumi、Minako Nyui、Nakanishi Ikuo、Matsumoto Ken-ichiro
    • 学会等名
      20th Biennial Meeting of SFRR International (SFRR-I 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen independent generation of hydrogen peroxide in water irradiated by carbon-ion beam2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Megumi、Minako Nyui、Nakanishi Ikuo、Matsumoto Ken-ichiro
    • 学会等名
      27th Annual Conference of the Society for Redox Biology & Medicine (SfRBM 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭素線による水中における酸素非依存的な過酸化水素の生成2020

    • 著者名/発表者名
      松本謙一郎、上野恵美、中西郁夫
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会/第20回日本NO学会 合同学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Free Radical Generations and Reactions in an Aqueous Sample Irradiated by X-ray or 290 MeV Carbon-Ion Beam2020

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Matsumoto, Megumi Ueno, Minako Nyui, Yoshimi Shoji, Ikuo Nakani
    • 学会等名
      Oxygen Radicals, Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Selenium-Deficient Mouse Model for Investigating Biological Effects of Ionizing Radiations2019

    • 著者名/発表者名
      Megumi Ueno, Minako Nyui, Takashi Shimokawa, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto
    • 学会等名
      9th Biennial Meeting for the Society for Free Radical Research Asia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セレン欠乏モデルマウス脳のレドックス状態に対する炭素線の影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      松本謙一郎, 上野恵美, 青木伊知男
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] セレン欠乏マウスにおける放射線影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      上野恵美、下川卓志、中西郁夫、松本謙一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of a Younger Selenium-Deficient Mouse Model2018

    • 著者名/発表者名
      Megumi Ueno、Takashi Shimokawa、Ikuo Nakanishi、Ken-ichiro Matsumoto
    • 学会等名
      第28回金属の関与する生体関連反応シンポジウム(SRM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Selenium-Deficient Mouse Model and its Glutathione Peroxidase Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Megumi Ueno、Takashi Shimokawa、Ikuo Nakanishi、Ken-ichiro Matsumoto
    • 学会等名
      The 19th biennial meeting for the Society for Free Radical Research International (SFRRI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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