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2011 年度 実績報告書

高LET放射線治療における酸化ダメージ分布の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 22611015
研究機関東海大学

研究代表者

伊藤 敦  東海大学, 工学部, 教授 (80193473)

研究分担者 石井 直明  東海大学, 医学部, 教授 (60096196)
平山 亮一  (独立行政法人)放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 研究員 (90435701)
キーワード重粒子 / DNA酸化損傷 / 免疫染色法 / 8-OHdG / 酸素効果 / トラック構造 / クラスター損傷
研究概要

1.8-OHdG生成の可視化方法の検討
昨年度行った8-OHdGが検出しやすいマウス組織のサーベイで得られた脳を主体にさらに実験方法の簡略化を目指した。灌流の作業工程はかなり時間を要するため、8-OHdGの修復などに影響を及ぼすと考えたためである。そのためマウスを生きたまま照射し、直後安楽死させ、すぐに脳を摘出し、固定した。Fe照射のみの結果ではあるが、灌流試料より血管は目立つものの、ポジコン試料、照射試料ともにコントロール試料とは明らかに異なった画像が得られることがわかった。
2.8-OHdGクラスター損傷の修復の検討
ヒトHL-60培養細胞を常酸素下にて4℃で照射後、37℃でインキュベーションを行い生成された8-OHdGの修復時間依存性を求めた。照射後8-OHdGは単調に減少すると予想されたが、結果は照射後に一時的に収量が増大後減少した。増大の原因は不明であるが、減少後の60分での修復率は、LETの増加に伴って低下する傾向がみられた。この結果は、高LETで生成された8-OHdGは修復されにくいことを示唆しており、8-OHdGがクラスター状に生成されたと考えることができる。
3.DNAフィルムの作成方法の検討
8-OHdGの広がりをより定量的に可視化するため、DNAフィルムを照射し、生成した8-OHdGを免疫染色検出する方法を22年度から模索してきた。23年度は、脂質とDNAの複合体を有機溶媒に溶かし、テフロン板上にキャストすることによって、水に不溶性のDNAフィルムを作成した(東工大岡畑教授より)。このフィルムは、DNAが4nmの間隔で密に並んでおり、その間隔が8-OHdGの生成領域より十分に小さいこと、水中で保持することにより水由来のOHラジカルの作用を検出できることなど、本研究への適用において利点を有している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

マウス組織の免疫染色に関して、照射機会が年数回と少ないこともあって、予定よりやや遅れている(これについいては(3))。8-OHdGを指標とした塩基クラスター損傷の修復については、興味深い結果が得られ、こちらについてはほぼ順調に進展している。DNAフィルムについては、より有効性の高い方法を見つけることができたので、予想外の進展と考えている(これらについては(2))。

今後の研究の推進方策

8-OHdG可視化に関して、24年度はマウスと並行して、DNAフィルムを用いた免疫染色法に力を入れる予定である。23年度は、UVクロスリンカーによるプロッティング膜へのDNA固定法に加えて、さらにDNAフィルム作成法の検索を行い、水中でも不溶性のDNAフィルムの作成法を東京工業大学岡畑教授より伝授いただいた。このように複数の系を用意して8-OHdG免疫染色法の適用性を検討することによって、in vitroでの高LET放射線の酸化損傷の可視化を実現させたい。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Gene expression associated with DNA-dependent protein kinase activity under normoxia, hypoxia, and reoxygenation2011

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchimoto, K. Sakata, M. Someya, H. Yamamoto, R. Hirayama, Y. Matsumoto, Y. Furusawa, M. Hareyama
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 52 ページ: 464-471

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of DNA DSB and its rejoining in clamped and non-clamped tumors after exposure to carbon ion beams in comparison to X-rays2011

    • 著者名/発表者名
      R.Hirayama, et al
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 143 ページ: 508-512

    • 査読あり
  • [学会発表] 重粒子線によるDNA酸化産物の計測~酸化損傷のLET依存性~2012

    • 著者名/発表者名
      北畠里実, 他
    • 学会等名
      日本原子力学会関東・甲越支部第5回学生研究発表会
    • 発表場所
      神奈川(湘南工科大)
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] 重粒子線の直接作用がもたらす生物効果2012

    • 著者名/発表者名
      平山亮一, 他
    • 学会等名
      第14回癌治療増感研究シンポジウム
    • 発表場所
      奈良(猿沢荘)
    • 年月日
      2012-02-11
  • [学会発表] Oxygen enhancement ratio for different particles2011

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Hirayama
    • 学会等名
      International Open Laboratory Radiation Quality Research Unit Kick-Off Meeting
    • 発表場所
      Darmstadt, Germany
    • 年月日
      2011-09-05
  • [学会発表] Direct action is the key to understand the high biological effects caused by particle beams2011

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Hirayama, et al
    • 学会等名
      14th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      2011-08-29
  • [学会発表] トラック構造と生物効果2011

    • 著者名/発表者名
      平山亮一
    • 学会等名
      平成23年度京都大学原子炉実験所専門研究会
    • 発表場所
      大阪(京大原子炉)
    • 年月日
      2011-07-23

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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