| 研究課題/領域番号 |
18K07739
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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 |
上野 恵美 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, 研究員(任常) (30296826)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 過酸化水素 / ヒドロキシルラジカル / 脂質過酸化 / 重粒子線 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、放射線由来の活性化学種の生成およびそれによる酸化反応量を定量的に解析し、生物応答の引き金となる初期化学反応を解析した。
2019年度から2020年度にかけて、高濃度過酸化水素中でのみ生じるニトロキシルラジカルの還元反応に基づいて、X線照射により水中に生じる高濃度過酸化水素クラスター間の距離の測定を試みた。その結果、高濃度過酸化水素クラスター間の距離は40 - 47 nm程度であることを明らかにし、論文にまとめてJ. Clin. Biochem. Nutr誌で報告した。
2019年度から2020年度にかけて、X線または重粒子（炭素）線を照射した水中に生成する過酸化水素の定量を行い、またその生成メカニズムについて調べた。その結果、放射線を照射した水中に高濃度の過酸化水素がクラスター状に生じていることが分かってきた。大気下および無酸素条件下で重粒子線による水中での過酸化水素の生成量を測定した結果、放射線のLETが大きいほど酸素非依存的な過酸化水素生成が増加し、酸素依存的な過酸化水素生成が減少することを実験的に明らかにした。この結果は既に報告しているヒドロキシルラジカルの２つの異なる生成密度を裏付けるもので、LETの増加とともに疎なヒドロキシルラジカル生成が減少し、密なヒドロキシルラジカル生成の割合が増加するという結果を反映している。Free Radical Research誌において報告した。
2020年度は、油脂あるいはリポソーム懸濁液試料を用いて、放射線により脂質中に生じる過酸化反応の定量的検出を試みた。
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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
2020年度は、放射線により水中に生成する過酸化水素の定量測定を行い、その発生メカニズムを明らかにすることができた。また、放射線が油脂あるいはLiposome膜中に生じるフリーラジカルあるいは脂質過酸化生成物の定量測定を試みたが、脂質中のラジカル反応の様子がこれまで考えられていたものとはメカニズムが異なり、検出法の再検討が必要であることが分かった。また同時に、2020年度は新型コロナ感染防止対策を実施する中で実験の機会が大幅に失われ、研究をまとめるにあたってデータが不足している。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は、X線または重粒子（炭素）線を油脂あるいは油水混合反応系に照射した中で生じる活性酸素種・フリーラジカル種の生成量および酸化反応量の定量を行う予定である。大気下および無酸素条件下でX線または炭素線照射を油脂溶液試料、または油水混合反応系に照射して、EPRスピントラッピング法を用いて活性酸素種・フリーラジカル種の生成量の定量、およびEPRスピンプローブ法を用いて酸化反応量の定量を行う。しかしながら2020年度の段階で、スピンプローブの脂質中での安定性に問題があることが分かったので、先ず酸化還元電位および脂溶性の異なるいくつかスピンプローブについて脂質中での安定性と反応性を再確認する。そのうえで改めて、油脂中で生じる炭素中心ラジカルの定量評価を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナ感染拡大防止対策の中で、共同実験機器の使用制限や実験環境へのアクセス制限が生じ、実験の機会を大幅に失ったことにより研究計画の遂行に困難が生じたため。
昨年度実施できなかった実験のための材料の購入、機器の維持、および成果発表のための費用として使用する。
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