| 研究課題/領域番号 |
19K17215
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分52040:放射線科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
松谷 悠佑 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究員 (20826929)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 不均一照射 / 細胞死 / 細胞間シグナリング / 数理モデル / DNA損傷 / 酸素効果 / 細胞間シグナル効果 / 活性酸素種 / 細胞生存率 / DNA損傷生成率 / 照射中のDNA修復 / 数理モデル開発 / DNA二本鎖切断 / DNA修復 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電離放射線照射時の細胞応答として，非照射細胞が照射細胞と同様の生物学的効果を示す細胞間シグナリングが近年注目されている。一方で，非照射細胞から照射細胞へのシグナル伝達によって誘発する放射線抵抗性（防御効果）も近年報告されているが，照射細胞と非照射細胞間の双方向のシグナル効果が放射線感受性へ与える影響に対する研究は不十分である。そこで本研究では，細胞実験とモデル研究を組合せた研究により，双方向の細胞間シグナルのメカニズム解明を試みる。本研究が完遂すれば，放射線防護や強度変調放射線治療（分割照射）時のより正確な正常組織へのダメージと治療効果を評価が可能となる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、細胞実験と計算科学による複合的アプローチを用いて、不均一放射線場において発生する照射細胞と非照射細胞間の細胞間シグナリングによる生物学的効果の解明を目指して研究を行った。既存の細胞殺傷効果予測モデルを発展させることで、細胞間のシグナリングを考慮した新たな数理モデルを開発した。また、細胞を含む培養フラスコの50%の面積を遮蔽するシンプルな不均一放射線場や臨床の複雑な放射線場に対して、細胞間シグナリングがもたらす放射線感受性へのインパクトを解析した。これらの研究により、強度変調放射線治療における腫瘍制御や正常細胞への副反応の正確な評価を可能とする放射線影響モデルの開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
染色体スケールの微視的エネルギー付与分布やDNA損傷応答、細胞間シグナリングを総合的に考慮して、不均一放射線照射後に発生する細胞死を再現する数理モデルの開発に成功した。様々な不均一放射線場にて変化する放射線感受性を高精度に予測可能な本研究のモデリングは、効率的な腫瘍制御法や正常細胞の副反応の評価を実現する基盤となるものである。今後本研究で得られた成果を基盤に研究を進展させることにより、放射線被ばく後の生物学的効果の正確な理解につながると考えられる。
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