| 研究課題/領域番号 |
23K21427
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02874 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
小平 聡 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 計測・線量評価部, グループリーダー (00434324)
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| 研究分担者 |
小川原 亮 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 技師 (00807729)
楠本 多聞 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 計測・線量評価部, 主任研究員 (90825499)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 超高線量率放射線治療 / 作用機序 / 放射線分解 / 線量率 / 間接作用 / 放射線化学分解 / ラジカル / 線量率効果 / 放射線治療 / 電子線 / 陽子線 / 超高線量率 / 放射線化学 / 炭素線 / フラッシュ放射線治療 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
通常の放射線治療で用いる照射線量率に比べて1000倍以上の極端に高い線量率で照射する超高線量率放射線がん治療（FLASH）は、腫瘍への治療効果を維持しつつ、周囲の正常組織への副作用を低減できることにある。FLASH効果は細胞や動物を用いた生物実験により確認されている一方で、その作用機序は未だ明らかになっていない。本研究では、生体を模擬した水の放射線分解生成物の収率と線量率の関係を定量評価するとともに、治療用放射線（電子・X線、陽子線、炭素線）に対して系統的にFLASH効果を検証し、放射線化学的な視点からFLASH効果の作用機序を実験的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
放射線照射により水中に生じる主要な分解生成物（OHラジカル、水和電子、過酸化水素）の収率の線量率依存性を、国内外の加速器を活用して、陽子線・炭素線・電子線の照射実験を通じて系統的に調べた。水溶液中で生じたOHラジカルに関連する収率は線量率の上昇に伴い大きく低下し、酸素との局所的な反応が示唆された。水和電子の収率は線量率の増加に伴って減少傾向であり、他化学種との反応が示唆された。過酸化水素の収率は線量率の上昇に伴い増加し、OHラジカル同士の反応が示唆された。放射線分解生成物の線量率依存性を網羅的に実測した結果、DNA損傷の要因である間接作用の低減を支持する重要な成果が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞や動物を用いた実験でFLASH効果は確認されているが、照射後のごく初期に起こる物理・化学過程の原子・分子レベルでの線量率に対する照射効果の実験的研究例はほとんど無かった。諸外国ではFLASH治療の実用化が着々と進められている中で、本研究ではそのメカニズムに関する実験的なエビデンスを世界に先駆けて提示することができた。この知見は、臨床結果に対する定量的な理解の助けとなるだけでなく、FLASH治療のいて重要な線量率やビーム時間幅等のパラメータの最適化のための指標になるほか、治療効果の推定や治療計画に必要なシミュレーションコードの改良・実装に活用されると期待される。
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