| 研究課題/領域番号 |
16H04629
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
鳥養 祐二 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (80313592)
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| 研究分担者 |
庄司 美樹 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 准教授 (30361950)
田内 広 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (70216597)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | トリチウム汚染水 / 細胞核線量 / トリチウム水 / トリチウムチミジン / アポトーシス / モンテカルロ |
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| 研究実績の概要 |
本科研費の研究代表者は、平成28年4月1日付で富山大学から茨城大学に転勤した。申請時に予定していた富山大学の研究設備を常時使用できなくなったために、申請時とは研究手法を大きく変更せざるを得ない状況となった。従って、現在の進捗状況は、申請時の計画より半年から1年遅れが出ている。
平成29年度にトリチウム水とトリチウムチミジン環境下でのヒト白血球細胞の培養を行い、トリチウム濃度と細胞生存率の関係を明らかにした。
平成30年度は、引き続き、トリチウムを用いた細胞培養試験を行う予定であったが、研究を行う富山大学医学部の管理区域が補正予算で改修工事が始まったため、トリチウムを用いた細胞培養試験は行うことが出来なかった。そこで、モンテカルロ法を用いて培養液中のトリチウム濃度を照射線量に換算する方法を検討した。その結果、トリチウムチミジンのようにトリチウムが主に核内に存在する場合は1.47mGy/Bqの線量に、トリチウム水のようにトリチウムが細胞内に存在する場合は0.124mGy/Bqになることが明らかとなった。この結果を基に、平成29年度に求めたトリチウム濃度と細胞生存率の関係を解析し、トリチウムの細胞核への照射線量(細胞核線量)と細胞生存率の関係を求めた。トリチウム汚染水と比較して、非常に高濃度なトリチウム環境下でしか細胞死は起きないが、細胞核線量としては0.1Gy程度でも細胞死が起きていることが明らかとなった。また、細胞死を起こした細胞の像からアポトーシスであることが推察されたが、DNAの断片化測定を行った結果、DNAの断片化が起きていないことが判明した。これは、トリチウムのβ線は、X線など他の放射線とはヒト白血球細胞に与える影響が異なっている可能性が示唆された。今後は、細胞死の原因を含めて検討する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究代表者は、平成28年4月1日付で富山大学から茨城大学に転勤したために、研究に大幅な遅れが出ている。しかしながら、研究計画を大幅に変更し現在の職場環境でも研究可能な体制を取ると共に、富山大学の研究分担者と連携を行うことにより遅れを取り戻しつつある。平成30年度に富山大学医学部の管理区域が補正予算で改修工事が行われたために、トリチウムを用いたヒト細胞の培養実験が行えなかった。その代わりにモンテカルロ法を用いたトリチウムのヒト細胞への照射線量計算を検討した。トリチウムの細胞核線量率を求め、トリチウム濃度に対する細胞生存率の関係から、細胞核線量に対する細胞生存率の関係を求めた。その結果、ヒト白血球細胞は、0.1Gy程度の非常に少ない細胞核線量でも細胞死が起きるという、これまでに知られていない知見を明らかにした。この結果は、30年前に核融合特別研究時代に行われていたトリチウムの生物影響に関する研究では明らかとなっていない知見であり、本科研費の目的である新しい技術を用いてトリチウムのヒト細胞への影響を評価し、トリチウム汚染水の早期処分に繋げるという目的に沿った結果である。トリチウムによる細胞死が0.1Gy程度の非常に少ない細胞核線量でも発生するが、細胞死を発生させるトリチウム濃度は、トリチウム汚染水と比較して非常に高濃度であり、現在発生しているトリチウム汚染水の濃度では、細胞死に影響がないと言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度までの研究において、トリチウム環境下でのヒト白血球細胞の培養において、高濃度のトリチウム水またはトリチウムチミジン環境下では、ヒト白血球細胞にアポトーシスによる細胞死が観測されるが、アポトーシスを起こした細胞ではDNAの断片化が観測されないという現象を確認している。また、細胞死が0.1Gy程度の非常に少ない細胞核線量でも発生することを明らかにしている。このことより、トリチウムのβ線による細胞死が、α線、β線、γ・X線などの他の放射線による細胞死とは異なることが示唆されるが、トリチウムによる細胞死の詳細は明らかではない。そこで今後は、トリチウム環境下で培養した細胞の、細胞死の原因究明を中心に研究を行う予定である。特に、発がんと関係するDNAの二重鎖切断が、トリチウム環境下で培養した細胞のDNAにどれくらい発生するのか検討する予定である。
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