血球から捉える局所的放射線被ばくによる全身組織影響の分子メカニズム

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K12201
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅香 智美 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任研究員 (90555707)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: メダカ / 放射線 / 血球 / 造血組織

研究実績の概要

放射線治療等において、局所の急性症状が発生することはよく知られている。全身性の症状については存在が議論されているものの、それらが誘起される分子メカニズムについては詳しく研究されていない。我々は、メダカへの放射線の部分照射において、照射部位以外に生じる症状を見出しており、その原因として有核赤血球に着目した。本研究では、平成27、28年度の2年間で、放射線照射後のメダカの血球を分子レベルで解析し、全身性の応答を引き起こすメカニズムを明らかにすることを目的とする。本研究により、被ばくによる体内影響への対処法の発展に寄与することが期待される。
平成28年度は、平成27年度に確立・実施した系を用いて、まず放射線照射の面積および線量による血球数への影響の検討を、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所との共同利用により重粒子イオンビーム照射装置利用して実施した。アクリル板による遮蔽を用いて限局した炭素イオンビーム照射系を確立し、照射野の面積増加に伴い血球数の減少が認められることが明らかとなった。2, 5, 15 Gy照射による線量依存性は認められなかった。次に、フェニルヒドラジンによる貧血誘導後のメダカから血液を採取し、赤血球の放射線応答を解析した。末梢赤血球における細胞死や形態異常などの放射線影響は、貧血誘導の有無により変化しない一方で、貧血環境下では造血組織が放射線に対して抵抗性を示すことが明らかとなった。造血器官である腎臓は、貧血処理１週間後でコントロールと同程度まで組織像が回復しており、放射線影響のみが観察された。一方、メダカから血液を採取し、GC-MSを用い血清中に存在する脂溶性低分子化合物を測定したが、検出できる変化を認められなかった。これまでに得られた結果をもとに、これまでの成果を国際学会において発表し、学会誌への投稿をした。

研究成果

• [雑誌論文] Double strand break repair and γ-H2AX formation in erythrocytes of medaka (Oryzias latipes) after γ - irradiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Sayed, A. E. D. H., Igarashi, K., Watanabe-Asaka, T., Mitani, H
  • 雑誌名: Environtal Pollution 巻: 224 ページ: 35-43
  • DOI: 10.1016/j.envpol.2016.11.050
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An approach to elucidate DNA repair function of NBS1 using frequent nonsynonymous polymorphism in wild medaka (Oryzias latipes) populations. (2017)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, K., Kobayashi, J., Katsumura, T., Urushihara, Y., Hida, K., Watanabe-Asaka, T., Oota, H., Oda, S., Mitani, H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 12 ページ: e0170006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0170006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Apoptotic cell death in erythrocytes of p53- deficient medaka (Oryzias latipes) after γ - irradiation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sayed, A. E. D. H., Watanabe-Asaka, T., Oda, S., Mitani, H
  • 雑誌名: International Journal of Radiation Biology 巻: 92 ページ: 572-576
  • DOI: 10.1080/09553002.2016.1222091
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo 3D analysis of systemic effects after local heavy-ion beam irradiation in an animal model. (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nagata, C. Hashimoto, T. Watanabe-Asaka, K. Itoh, T. Yasuda, K. Ohta, H. Oonishi, K. Igarashi, M. Suzuki, T. Funayama, Y. Kobayashi, T. Nishimaki, T. Katsumura, H. Oota, M. Ogawa, A. Oga, K. Ikemoto, H. Itoh, N. Kutsuna, S. Oda, and Hiroshi Mitani
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 28691
  • DOI: 10.1038/srep28691
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Apoptosis and morphological alterations after UVA irradiation in red blood cells of p53 deficient Japanese medaka (Oryzias latipes). (2016)
  • 著者名/発表者名: Sayed, A. E. D. H., Watanabe-Asaka, T., Oda, S., Mitani, H.
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 巻: 161 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2016.05.004
  • 査読あり
• [学会発表] 重イオン局部照射を用いたメダカ生体機能解析研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅香智美
  • 学会等名: 第１回QST高崎研シンポジウム
  • 発表場所: 高崎量子応用研究所（群馬県高崎市）
  • 年月日: 2017-01-27 – 2017-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] Apoptosis and morphological alterations after UVA irradiation in red blood cells of p53 deficient Japanese medaka (Oryzias latipes) (2016)
  • 著者名/発表者名: Alaa El-Din Sayed, Tomomi Watanabe-Asaka, Shoji Oda and Hiroshi Mitani
  • 学会等名: 2016 4th International Conference on Environment Pollution and Prevention (ICEPP 2016)
  • 発表場所: ホテルコープイン京都（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-12-25 – 2016-12-27
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of radiation sensitivity in erythrocytic series cells and the hematopoietic organ using Japanese medaka, Oryzias latipes (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Watanabe-Asaka, Chika Hashimoto, Keita Ohashi, Takako Yasuda, Kento Nagata, Tomoo Funayama, Michiyo Suzuki, Alaa El-din H. Sayed Aly, Shoji Oda, and Hiroshi Mitani
  • 学会等名: Joint Events of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th meeting of Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [備考] 重粒子線放射線照射が全身に与える影響
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/new-approach-to-evaluate-irradiation-effect-on-whole-body.html