腫瘍再酸素化におけるアポトーシスの意義

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470197
• 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: 安藤 興一 放射線医学総合研究所, 国際宇宙放射線医学研究センター, 研究員 (00159526)
• 研究分担者: 谷下 一夫 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776) ; 明石 真言 放射線医学総合研究所, 放射線障害医療研究部, 研究員 (10222514) ; 馬嶋 秀行 放射線医学総合研究所, 国際宇宙放射線医学研究センター, 研究員 (60165701)
• キーワード: 炭素線 / 2-ニトロイミダール / 酸素効果比 / 増殖死 / LET / 活性酸素 / MnSOD / H2O2

研究概要

低酸素状態が放射線誘発アポトーシスに及ぼす影響についてV79培養細胞を用いて調べた.X線ないし重粒子炭素線照射18時間後のカフェイン添加によりG2ブロック解除されて球形変化したV79チャイニーズハムスター細胞を前アポトーシス細胞として計数した.照射後10%アポトーシス出現率で調べた酸素効果比は,X線と110keV/μm炭素線ともに2.5であった.2-ニトロイミダゾール系低酸素細胞増感剤(PR-350)添加は低酸素細胞のX線誘発アポトーシスを増大したが,低酸素細胞の炭素線誘発アポトーシスには無効であった.コロニー形成法(増殖死)の10%生存率で調べた場合,酸素効果比はX線と炭素線でそれぞれ3.0と2.0であった.PR-350の低酸素増感効果はX線で1.5,炭素線で1.3であり,何れの線質でも明らかな増感効果が認められた.酸素状態とLETの影響はアポトーシスよりも増殖死に対して,より強く発現した.
細胞は電子伝達系において、恒常的に活性酸素(O2-)を産生しているが、過剰なO2-はsuperoxide dismutase(SOD)により速やかに消去され,過酸化水素(H2O2)が産生される.腫瘍細胞における再酸化の意義を調べるために,卵巣がん由来の細胞株にmanganese superoxide dismutase(MnSOD)遺伝子を導入し、増殖や放射線によるアポトーシスにおけるO2-の意義を調べた.MnSOD過剰発現細胞は,ベクター導入細胞(対照細胞)に比し増殖が抑制され,放射線による感受性が増加した.同時にこの感受性は,SODの過剰発現によるH2O2の産生増加に伴うアポトーシスによることがあきらかにされた.このことは.SODにより産生されるH2O2が,増殖やアポトーシスに重要な役割を果たしていることを示唆する.

研究成果

• [文献書誌] Suzuki,M. et al.: "Relative biological effectiveness for cell-killing effect on various human cell lines irradiated with heavy-ion medical accelerator in Chiba (HIMAC) carbon-ion beams"Int.J.Radiation Oncology Biol.Phys.. 48. 241-250 (2000)
• [文献書誌] Suzuki,M. et al.: "Change in radiosensitivity with fractionated-dose irradiation of carbon-ion beams in five different human cell lines"Int.J.Radiation Oncology Biol.Phys.. 48. 251-258 (2000)
• [文献書誌] Furusawa,Y. et al.: "Inactivation of aerobic and hypoxic cells from three different cell lines by accelerated 3He-, 12C- and 20Ne-ion beams"Radiatin Research. 154. 485-496 (2000)
• [文献書誌] Nojima,K. et al.: "Effects of carbon ions on primary cultures of mouse brain cells"Adv.Space.Res.. 25. 2051-2056 (2000)
• [文献書誌] Ando,S. et al.: "Induction by carbon-ion irradiation of the expression of vascular endothelial growth factor in lung carcinoma cells"Int.J.Radiat.Biol.. 76. 1121-1127 (2000)
• [文献書誌] Kobayashi.Y., et al.: "TNF α induces p21^<WAF1> but not Bax in colon cancer cells WiDr with mutated p53 : important role of protein stabilization."Cytokine. 12. 1745-1754 (2000)
• [文献書誌] Osawa.Y., et al.: "IL-1 induces expression of p21^<WAF1> independent of p53 in senescent human embryonic fibroblasts WI38."J Biochem. 127. 883-893 (2000)
• [文献書誌] Hachiya.M., et al.: "Role of TNFα in regulation of myeloperoxidase expression in irradiated HL60 promyelocytic cells."Biochim Biophys Acta. 14588. 1-13 (2000)