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超高線量率照射法FLASHによる腫瘍選択的DNA酸化損傷の質量顕微鏡的検証

研究課題

研究課題/領域番号 21K20798
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0901:腫瘍学およびその関連分野
研究機関浜松医科大学

研究代表者

荒牧 修平  浜松医科大学, 医学部附属病院, 特任助教 (60907872)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードFLASH / 放射線治療 / 質量分析イメージング / リピドミクス / 質量顕微鏡 / DNA / 超高線量率照射法
研究開始時の研究の概要

超高線量率照射法(FLASH)は、有害事象を軽減することから、従来の線量限界を超えた処方線量をがんに照射できる可能性が期待されている。その生物学的メカニズムとして酸素枯渇仮説(Oxygen depletion hypothesis; ODH)が提唱され、根治照射応用に向けて、in vivoにおけるエビデンスの構築が求められている。そこで、本研究では、FLASH照射後の担癌マウスにおけるDNA酸化損傷の腫瘍限局性について質量顕微鏡を用いて検証する。これにより、FLASHがなぜ抗腫瘍効果を落とさずに有害事象を低減できるかの機序解明につながることが期待される。

研究実績の概要

FLASHの提唱後、従来よりも短時間での放射線照射後の生体反応について評価する必要性が出てきた。今年度は従来の線量率における生体反応評価を行った結果を論文として発表した。時間としては照射後5分以内の評価を試みた。時間的な面を考慮し、対象は脂質とし、液体クロマトグラフィー質量分析により計測を行った。脂質は二重結合を有する分子が多く存在するため放射線によるラジカルとの反応性が高いことが知られており、多くの酸化脂質が検出されることが予想された。しかし、結果として、不飽和脂肪酸を複数含んだ脂肪酸(多価不飽和脂肪酸)を側鎖として有する脂質が増加した。5分という短時間では脂質合成は不可能であることから、遊離脂肪酸を原料とした合成経路が想定された。実際に、遊離脂肪酸の量を調べたところ減少が見られ、Lands cycleによる生体反応である可能性が考えられた。FLASH照射実験については、現在FLASHの臨床試験を行っているVarianとFLASHを提唱したフランスのキュリー研究所との共同研究を開始した。VarianからはFLASHサンプルが送付されることが決定しており、キュリー研究所のFLASHサンプルはヒトのサンプルであることから現在契約等の手続きを進めているところである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

アメリカ企業Varian、フランスの学術機関キュリー研究所との契約に時間を要した。海外の研究機関であるため、サンプルの輸送などの際しての制約はあるものの、FLASHの臨床試験を進めているVarianや、FLASH研究のパイオニアチームであるキュリー研究所との共同研究を行える意義は大きいと考える。

今後の研究の推進方策

VarianからはFLASHサンプルが送付されることが決定したため、その解析を進めたい。キュリー研究所との秘密保持契約を締結したので、FLASH実験を加速させたい。キュリー研究所のFLASHチームは正常組織の評価を行っているため、癌モデルについては現地に出向き実験を行う予定である。また、本学でもFLASH照射装置を導入すれば制限がなくなるため、そちらの申請も進めているところである。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] キュリー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] キュリー研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Lipid Polyunsaturated Fatty Acid Chains in Mouse Kidneys Were Increased within 5 min of a Single High Dose Whole Body Irradiation.2023

    • 著者名/発表者名
      Li W, Zhang C, Aramaki S, Xu L, Tsuge S, Sakamoto T, Mamun MA, Islam A, Hayakawa T, Takanashi Y, Dubail M, Konishi K, Sato T, Kahyo T, Fouillade C, Nakamura K, Setou M.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 24 号: 15 ページ: 12439-12439

    • DOI

      10.3390/ijms241512439

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lipidomics-based tissue heterogeneity in specimens of luminal breast cancer revealed by clustering analysis of mass spectrometry imaging: A preliminary study.2023

    • 著者名/発表者名
      Aramaki S, Tsuge S, Islam A, Eto F, Sakamoto T, Oyama S, Li W, Zhang C, Yamaguchi S, Takatsuka D, Hosokawa Y, Waliullah ASM, Takahashi Y, Kikushima K, Sato T, Koizumi K, Ogura H, Kahyo T, Baba S, Shiiya N, Sugimura H, Nakamura K, Setou M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 18 号: 5 ページ: e0283155-e0283155

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0283155

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] FLASH radiotherapy spares the transcription of a lipid metabolism pattern specific to murine lung AT2 cells2023

    • 著者名/発表者名
      Antoine Mavrikios, Maxime Dubail, Juliette Soulier,Sophie Heinrich, Charlene Lasgi, Julio Lopes Sampaio, Shuhei Aramaki, Arturo Londono-Vallejo, Gilles Crehange, Charles Fouillade
    • 学会等名
      7th Edition of the International Conference on Immunotherapy Radiotherapy Combinations
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] キュリー研究所FLASHチームリーダー publication list

    • URL

      https://institut-curie.org/personne/charles-fouillade

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] キュリー研究所FLASHチームリーダーpublication list

    • URL

      https://institut-curie.org/personne/charles-fouillade

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-12-25  

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