微量元素動態による放射線照射後のアポトーシス検出と、癌治療、放射線被曝評価の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570875
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: 原田 聡 岩手医科大学, 医学部, 助手 (20244931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 浩通 東北大学, 工学部, 助教授 (00166654) ; 石井 慶造 東北大学, 工学部, 教授 (00134065) ; 世良 耕一郎 岩手医科大学, サイクロトロンセンター, 助教授 (00230855) ; 荒川 和夫 日本原子力研究所, 高崎研究所・イオンビーム開発室, 主任研究官 ; 神谷 富裕 日本原子力研究所, 高崎研究所・イオンビーム開発室, 副主任研究官
• Keywords: 放射線 / アポトーシス / 鉄 / カルシウム / マイクロピクシーカメラ

Research Abstract

アポトーシス感受性人白血病細胞OCI/AML-2,アポトーシス抵抗性人白血病細胞のOCI/M2に60Coγ線、5Gy,および10Gyを照射し、以下3項目の関連性に関して検討を行った。
(i)micro PIXE cameraによる画像化による細胞内微量元素動態
(ii)Western blotting法によるミトコンドリアから細胞質へのcytochrome-C放出
(iii)比色分析法によるcaspase-3、-8活性化測定
結果、アポトーシス感受性であるOCI/AML-2細胞においては、照射24時間後まで、98.6±2.6%の細胞がアポトーシスに陥った。照射6〜9時間後に、細胞質鉄の点状集積が認められ、照射12〜24時間後に核内カルシウム上昇が認められた。細胞内鉄点状集積が認められた照射6〜9時間後には、ミトコンドリアから細胞質へのCytorchrome-C放出が起こり、核内カルシウム上昇が認められた照射12〜24時間後にはcaspase-3,-8の活性化が起こった。同細胞にBcl-2を強発言させ、ミトコンドリア膜を安定化させた所、細胞質鉄点状集積、ミトコンドリアから細胞質への放出は認められず、Caspase-3,-8の阻害を行った所、核へのカルシウム集積増強は起こらなかった。また、アポトーシス抵抗性であるOCI/M2細胞においては、これらの変化は起こらなかった。これらより、アポトーシス実行機構におけるCytochrome-C放出と細胞質鉄点状集積、caspase-3,-8と活性と核中カルシウム集積増強との間には密接な関連性が示唆された。また、アポトーシスが放射線感受性、放射線被曝線量評価の指標となる事から、鉄、カルシウムがあらたな放射線治療評価、および放射線被曝線量評価の基準となる事が示唆された。

Research Products

• [Publications] S.Harada, Y.Tamakawa, K.Ishii他: "The kinetic of Fe and Ca for the development of radiation-induced apoptosis by micro-PIXE imaging"Nuclear Instruments and Methods in pysics Research B. 189. 437-442 (2002)
• [Publications] S.Harada, Y.Tamakawa, K.Ishii他: "The kinetic of Fe and Ca for the development of radiation-induced apoptosis by micro-PIXE camera"International Journal of PIXE. (IN PRESS).
• [Publications] S.Harada, Y.Tamakawa, K.Ishii他: "The kinetic of Fe and Ca for the development of radiation-induced apoptosis by micro-PIXE imaging"Nuclear Instruments and Methods in pysics Research B. (IN PRESS).