ＤＮＡ損傷修復欠損細胞を用いた重粒子線の生物効果に関する放射線化学的アプローチ

• 研究課題/領域番号: 23791472
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 独立行政法人放射線医学総合研究所
• 研究代表者: 平山 亮一 独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 研究員 (90435701)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 放射線治療生物学 / 重粒子線 / 生物学的効果比 / 酸素増感比 / 低酸素 / OHラジカル / 陽子線 / DNA二本鎖切断修復 / 間接作用 / RBE / OER / DNA損傷修復欠損細胞 / 重粒子 / LET / DNA損傷修復 / 酸素効果

研究概要

細胞致死におけるLET-RBE（生物学的効果比）関係とLET-OER（酸素増感比）関係を求めると、CHO細胞とHR関連遺伝子変異株である51D1細胞では照射時の酸素の有無にかかわらず、LET値が200keV/um付近で最大のRBE値を示した。しかし、NHEJ関連遺伝子変異株であるxrs6細胞では、RBE値のピークは観察されなかった。一方、OERのLET依存性は低LET領域においては、51D1細胞が他の細胞株に比べて小さいOER値を示した。細胞致死に対する間接作用の寄与を調べると、CHO細胞と51D1細胞は放射線感受性が大きく異なるものの、間接作用の寄与率は全てのLET領域でほぼ同程度であった。

研究成果

• [雑誌論文] Indirect action to cell killing by SOBP carbon-ion beams (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Yumiko Kaneko, Kana Koda, Masakuni Ozaki, Kei Yamashita, Huizi Li, Miho Noguchi, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 55 号: suppl 1 ページ: i133-i134
  • DOI: 10.1093/jrr/rrt192
• [雑誌論文] OH radicals from the indirect actions of X-rays induce cell lethality and mediate the majority of the oxygen enhancement effect (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Atsushi Ito, Miho Noguchi, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Gen Kobashi, Ryuichi Okayasu, Yoshiya Furusawa
  • 雑誌名: Radiation Research 巻: 180 号: 5 ページ: 514-523
  • DOI: 10.1667/rr13368.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of DNA-protein crosslinks (DPCs) by novel direct fluorescence labeling methods: distinct stabilities of aldehyde and radiation-induced DPCs (2012)
  • 著者名/発表者名: Mahmoud I. Shoulkamy, Toshiaki Nakano, Makiko Ohshima, Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Yoshiya Furusawa, Hiroshi Ide
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 40 号: 18 ページ: e143-e143
  • DOI: 10.1093/nar/gks601
  • 査読あり
• [学会発表] 高LET放射線とフリーラジカルの生物影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、金子由美子、平野祥之、尾崎匡邦、山下慶、李惠子、苅谷文子、野口実穂、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2013-10-19
• [学会発表] X線ならびに重粒子線の酸素効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、金子由美子、尾崎匡邦、山下慶、李惠子、苅谷文子、野口実穂、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 第42回放射線治療による制癌シンポジウム-基礎と臨床の対話-
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] 重粒子線誘発フリーラジカルの生物影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、古澤佳也
  • 学会等名: 第6回光・プラズマプロセスのバイオ応用ワークショップ
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-03-08
• [学会発表] 重粒子線の放射線生物学-3次元スキャニング照射法による生物学的特徴- (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、古澤佳也
  • 学会等名: 第11回九州放射線治療システム研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-01-19
• [学会発表] 高LET放射線とフリーラジカルの生物影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、金子由美子、平野祥之、尾崎匡邦、山下慶、李惠子、苅谷文子、野口実穂、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第56回大会
  • 発表場所: 弘前市、青森
• [学会発表] Contribution of indirect action in HSG cells by SOBP carbon-ion beams (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Yumiko Kaneko, Ozaki Masakuni, Kei Yamashita, Huizi Li, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 40th Annual Meeting of the European Radiation Research Society
  • 発表場所: Dublin, Ireland
• [学会発表] X線ならびに重粒子線の酸素効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、金子由美子、尾崎匡邦、山下慶、李惠子、苅谷文子、野口実穂、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 第42回放射線治療による制癌シンポジウム-基礎と臨床の対話
  • 発表場所: 仙台市、宮城
  • 招待講演
• [学会発表] 炭素線SOBPビームにおける細胞致死と間接作用の寄与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、金子由美子、尾崎匡邦、山下慶 、李惠子、白井敏之 、古澤佳也
  • 学会等名: 第19回国際癌治療増感研究会
  • 発表場所: 文京区、東京
• [学会発表] Indirect action to cell killing by SOBP carbon-ion beams (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Yumiko Kaneko, Kana Koda, Ozaki Masakuni, Kei Yamashita, Huizi Li, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: Heavy Ion Therapy and Space Radiation Symposium 2013
  • 発表場所: 千葉市、千葉
• [学会発表] 重粒子線の放射線生物学－3次元スキャニング照射法による生物学的特徴－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、古澤佳也
  • 学会等名: 第11回九州放射線治療システム研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 招待講演
• [学会発表] High biological effectiveness depends on the direct action by heavy ions (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Kana Koda, Akiko Uzawa, Miho Noguchi, Yuki Kase, Atsushi Ito, Naruhiro Matsufuji, Ryuichi Okayasu, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 39th Annual Meeting of the European Radiation Research Society
  • 発表場所: Vietri sul Mare, Italy
  • 年月日: 2012-10-18
• [学会発表] 酸素効果のメカニズムにおける化学的因子と生物学的因子 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、伊藤敦、安藤興一、古澤佳也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 水の放射線分解によって生じたフリーラジカルの生物影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 平成24年度第1回量子ビーム科学研究施設研究会
  • 発表場所: 茨木市
  • 年月日: 2012-07-25
• [学会発表] 3次元スキャニング照射法による生物学的利点 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、幸田華奈、野口実穂、加瀬優紀、松藤成弘、伊藤敦、古澤佳也
  • 学会等名: 第50回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
  • 発表場所: 宜野湾市
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] Direct action of heavy-ion plays a major role in the high biological effects (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Kana Koda, Akiko Uzawa, Miho Noguchi, Yuki Kase, Naruhiro Matsufuji, Atsushi Ito, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 12th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] 重粒子線の直接作用がもたらす生物効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、幸田華奈、野口実穂、加瀬優紀、松藤成弘、伊藤敦、古澤佳也
  • 学会等名: 第14回癌治療増感研究シンポジウム
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2012-02-11
• [学会発表] Evaluation of cell survival and micronucleus formation in clamped and non-clamped solid tumors exposed to carbon-ion beams in comparison to X-rays (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Yoshitaka Matsumoto, Masakuni Ozaki, Miho Noguchi, Yuki Kase, Naruhiro Matsufuji, Sachiko Koike, Shin-ichiro Masunaga, et al.
  • 学会等名: 10th International Symposium on Chromosomal Aberrations
  • 発表場所: Amalfi, Italy
• [学会発表] 最近の低酸素バイオロジー研究について (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 平成24年度京都大学原子炉実験所専門研究会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 水の放射線分解によって生じたフリーラジカルの生物影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 平成24年度第1回量子ビーム科学研究施設研究会
  • 発表場所: 茨木
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元スキャニング照射法による生物学的利点、第50回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、幸田華奈、野口実穂、加瀬優紀、松藤成弘、伊藤敦、古澤佳也
  • 学会等名: 第50回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
  • 発表場所: 宜野湾
• [学会発表] 重粒子線の直接作用がもたらす生物効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 第14回癌治療増感研究シンポジウム
  • 発表場所: 猿沢荘（奈良県）
• [学会発表] X線ならびに高LET放射線によって生成されたDNA損傷の低酸素環境下での修復動態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、野口実穂、鵜澤玲子、幸田華奈、古澤佳也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Direct action is the key to understand the high biological effects caused by particle beams (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Nobuhiro Takase, Chizuru Tsuruoka, Mami Wada, Miho Noguchi, Yuki Kase, Naruhiro Matsufuji, Atsushi Ito, Ryuichi Okayasu, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] X線ならびに高LET放射線によって生成されたDNA損傷の低酸素環境下での修復動態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会
  • 発表場所: 神戸商工会議所会館（兵庫県）
• [学会発表] トラック構造と生物効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 平成23年度京都大学原子炉実験所専門研究会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所（大阪府）
• [学会発表] Oxygen enhancement ratio for different particles (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama
  • 学会等名: International Open Laboratory Radiation Quality Research Unit Kick-Off Meeting(招待講演)
  • 発表場所: Darmstadt, Germany