DNA損傷修復関連因子を用いた粒子線トラック構造の生物学的可視化に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 26461902
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線科学
• 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: 平山 亮一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線障害治療研究部, 主任研究員(定常) (90435701)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014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: 粒子線 / 飛跡構造 / OHラジカル / DNA損傷 / トラック構造 / DNA二本鎖切断 / H2AXのリン酸化 / 放射線の初期過程

研究成果の概要

本研究では粒子線の飛跡構造（トラック構造）と生物効果の関係を明らかにすることを試み、 バイオマーカーを用いて生物学的トラック構造を可視化し、放射線誘発フリーラジカルの影響等を含めた粒子線トラック構造とその生物効果に関する知見を取得した。照射30分後では粒子線のLETが増加してもトラックサイズ（面積）の変化は見られなかったが、照射24時間後では高LET粒子線によるトラックサイズが他の低LET粒子線よりも大きいことがわかった。さらにOHラジカル捕捉剤（DMSO）を照射1時間前に処理し、照射後にトラックサイズを定量すると、トラックサイズが小さくなる傾向を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Determination of the relative biological effectiveness and oxygen enhancement ratio for micronuclei formation using high-LET radiation in solid tumor cells: An in vitro and in vivo study (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Masakuni Ozaki, Miho Noguchi, Yoshitaka Matsumoto, Huizi Li, Kei Yamashita, Sachiko Koike, Koichi Ando, Toshiyuki Shirai, Naruhiro Matsufuji and Yoshiya Furusawa
  • 雑誌名: Mutation Research 巻: 793 ページ: 41-47
  • DOI: 10.1016/j.mrgentox.2015.08.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 重粒子線における酸素効果とそのメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 雑誌名: 医学物理（Japanese Journal of Medical Physics） 巻: 34 ページ: 65-69
  • NAID: 130005002771
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] 「放射線治療に役立つ生物学」放射線の効果を修飾する因子 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 平成 28 年度 都道府県地域がん診療連携拠点病院および東京都認定がん診療病院放射線技師等研修会
  • 発表場所: 公益財団法人がん研究会有明病院吉田富三記念講堂、東京
  • 招待講演
• [学会発表] 放射線感受性の異なる培養細胞における細胞致死と間接作用の寄与率 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、小原麻希、鵜澤玲子、松本孔貴、伊藤敦、古澤佳也、長谷川純崇
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第59回大会
  • 発表場所: ＪＭＳアステールプラザ、広島
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] Contributions of indirect action to low and high LET radiation-induced cell killing in CHO wild-type and DNA repair mutants (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Maki Obara, Akiko Uzawa, Yoshitaka Matsumoto, Atsushi Ito, Yoshiya Furusawa, Sumitaka Hasegawa
  • 学会等名: The 42nd Annual Meeting of the European Radiation Research Society, ERRS2016
  • 発表場所: the Royal Tropical Institute, Amsterdam, Netherlands
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] X線と重粒子線によって生じるラジカルと生物効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 北里大学がんプロフェッショナル養成基盤推進プランセミナー放射線生物セミナー
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞致死に対する放射線の直接・間接作用の 寄与率はDNA損傷修復能に依存する (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、小原麻希、鵜澤玲子、松本孔貴、伊藤敦、古澤佳也、長谷川純崇
  • 学会等名: 第54回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
  • 発表場所: 南海なんば第1ビル、大阪
• [学会発表] Basic Radiobiology (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: JSMP医学物理サマーセミナー2016
  • 発表場所: グリーンピアせとうち、広島
  • 招待講演
• [学会発表] 放射線の直接作用や間接作用も生物学的効果比(RBE)の大きさに影響を与える (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、小原麻希、鵜澤玲子
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第1回放射線ワークショップ
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-10-16
• [学会発表] RBE and OER values depend on radiation actions (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Yoshitaka Matsumoto, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 第１回 重粒子線医工連携セミナー
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2015-08-06
  • 招待講演
• [学会発表] Cell Inactivation by OH Radicals is Important in High LET Particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi HIRAYAMA, Maki OBARA, Akiko UZAWA, Toshiyuki SHIRAI, Yoshiya FURUSAWA
  • 学会等名: The 12th International Workshop on Microbeam Probes of Cellular Radiation Response
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] The Mechanisms of Large RBE and Small OER in Cell Killing by High-LET Particles under Oxic and Hypoxic Conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Maki Obara, Atsushi Ito, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: The 15th International Congress of Radiation Research (ICRR 2015)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] 重粒子線治療における3次元スキャニング照射法の物理・生物学的メリット (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一
  • 学会等名: 第30回よりよい粒子線医療を目指す勉強会
  • 発表場所: 兵庫県立粒子線医療センター, たつの市, 兵庫
  • 年月日: 2015-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] THE HIGH BIOLOGICAL EFFECTS OF CARBON-ION BEAMS FOR CELL KILLING AND MICRONUCLEUS FORMATION (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Masakuni Ozaki, Yoshitaka Matsumoto, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: International Conference on Radiation Biology (ICRB2014)
  • 発表場所: NASC Complex, Delhi, India
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] 3次元スキャニング照射における物理・生物学的メリット (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、鵜澤玲子、小原麻希、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 第11回日本粒子線治療臨床研究会
  • 発表場所: サンメッセ鳥栖, 鳥栖, 佐賀
  • 年月日: 2014-10-04
  • 招待講演
• [学会発表] 放射線の直接作用による細胞致死も酸素によって増感される (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、松本孔貴、鵜澤玲子、小原麻希、野口実穗、伊藤敦、岡安隆一、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第57回大会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター, 鹿児島
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-03
• [学会発表] Level of oxygen plays a role in X-ray induced cell killing by direct action (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Atsushi Ito, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Ryuichi Okayasu, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 41st Annual Meeting of the European Radiation Research Society
  • 発表場所: Aldemar Paradise Mare, Rhodes, Greece
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [学会発表] The relative biological effectiveness and oxygen enhancement ratio of low-and high-LET radiations for micronucleus formation in solid tumors (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Akiko Uzawa, Maki Obara, Nobuhiro Takase, Kana Koda, Ozaki Masakuni, Yoshitaka Matsumoto, Miho Noguchi, Koichi Ando, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 11th International Symposium on Chromosomal Aberrations
  • 発表場所: Aldemar Paradise Mare, Rhodes, Greece
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 重粒子線照射によるSLD回復と再酸素化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山亮一、鵜澤玲子、松本孔貴、小原麻希、白井敏之、古澤佳也
  • 学会等名: 第43回放射線による制癌シンポジウム/第52回生物部会学術大会
  • 発表場所: メルパルク京都, 京都
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] Direct action from high LET IR is the dominant mechanism for cellular lethality yielding larger RBEs and smaller OERs with increasing LET (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Hirayama, Yoshitaka Matsumoto, Akiko Uzawa, Kei Yamashita, Maki Obara, Toshiyuki Shirai, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: 13th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: MIT, Boston, USA
  • 年月日: 2014-06-14 – 2014-06-18
• [図書] 新版 放射線医科学 ―生体と放射線・電磁波・超音波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大西 武雄 (監修), 松本 英樹 (監修), 近藤 隆 (編集), 島田 義也 (編集), 田内 広 (編集), 平岡 真寛 (編集), 三浦 雅彦 (編集), その他
  • 総ページ数: 189
  • 出版者: 医療科学社
• [図書] 新版 放射線生物学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田宜夫、平山亮一、藤井義大、大西健、浜田信行、真里谷靖、松本孔貴
  • 総ページ数: 133
  • 出版者: 医療科学社
• [備考] 国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構
  • URL: http://www.qst.go.jp/