粒子線治療における中枢神経の新規RBE指標の開発

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461933
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 長崎国際大学
• 研究代表者: 高井 伸彦 長崎国際大学, 薬学部, 准教授 (70373389)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 重粒子線 / 炭素線 / 脳腫瘍 / 認知機能 / RBE

研究概要

脳局所照射領域の毛細血管密度の変化を計測するため，認知機能の低下を生じさせる線量(30Gy)を半脳に照射し，新たな測定法の定性および定量評価能力の検討を実施した。
これまで炭素線10-30Gy照射により，照射１週間後から注意力の低下が生じることを明らかにしてきたが，脳内毛細血管密度への影響を解析したところ，照射1週間後から，記憶に重要な海馬領域（Hippocampas）および大脳皮質(Cortex)の毛細血管密度が低下し始めることを、光学的に確認した。また照射12週間後では，非照射側の海馬領域の毛細血管密度の低下が生じており，照射影響が，脳全域に広がることが示唆された。
照射1週間後において定量が可能ということが判明したことから，この評価法によって，線量依存性を示すことができるかについて検討するため，10 －60 Gy照射を行なった。その結果，照射1週間後において，10-30Gyでは線量依存性が認められるものの，60Gy照射では血液脳関門の破綻および血管透過性亢進によるものと考えられる要因によって，バックグラウンドの増加が生じ，定量性が確保できないことが判った。また脳内毛細血管密度を指標に検討したことにより，炭素線により脆弱性を示す脳内部位があることが判明した。これらの結果は、3th International Society of Radiation Neurobiology(2013年・第３回国際放射線神経生物学会)において、招待講演【Early and late impairments of spatial cognition after local brain irradiation with carbon ions】を行なった。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

初年度に予定された炭素線照射後の認知機能の解析は終了し、認知機能に関わる脳領域の毛細血管密度、局所血流量および糖代謝などの要因の中で、毛細血管密度の指標が最も認知機能と関連性があることを示した。また次年度（26年度）に予定されていた脆弱性を示す脳領域の傷害に起因する発現タンパク物質(TNF, HSP, Bcl, NGF, etc)などの解析も一部実施しており、脆弱性を誘起する因子の絞り込みを行なうことができた。

今後の研究の推進方策

毛細血管密度の指標とした解析法の定量性の確保が最優先であり、それに平衡して、炭素線に脆弱性を示した海馬の障害機序を明らかにする必要がある。またその解析次第では、障害を防護することのできる薬の開発につながると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Health risk effects due to radiation from the Fukushima daiichi nuclear disaster and problems (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Takai
  • 雑誌名: 長崎国際大学論叢 巻: 第13巻 ページ: 199-209
  • DOI: ISSN 1346-4094
  • 査読あり
• [学会発表] 重粒子線に脆弱性を示す脳部位の障害機序の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高井伸彦
  • 学会等名: 平成25年度 HIMAC共同利用研究 成果発表会
  • 発表場所: 千葉県千葉市
  • 年月日: 20140421-20140422
• [学会発表] 画像診断技術を利用した重粒子線治療の高度化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高井伸彦
  • 学会等名: 福井大学付属国際原子力工学研究所・異分野横断セミナー
  • 発表場所: 福井県敦賀市
  • 年月日: 20140217-20140217
  • 招待講演
• [学会発表] REGIONAL BLOOD FLOW IS AN ESSENTIAL FACTOR FOR FUNCTIONAL DIAGNOSIS OF GUT INJURY TO CARBON-ION IRRADIATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Takai, Akiko Uzawa, Yoshihito Ohba, Saori Nakamura,Yoshitaka Matsumoto, Ryoichi Hirayama, Yoshiya Furusawa
  • 学会等名: MICROS 2013― 16th International Symposium on Microdosimetry
  • 発表場所: Treviso, Italy
  • 年月日: 20131020-20131025
• [備考] 長崎国際大学教員紹介
  • URL: http://www1.niu.ac.jp/about/teacher/detail.html?data[id]=188
• [備考] 長崎国際大学教員紹介