2016 Fiscal Year Annual Research Report
多元的in situ解析技術によるウラン晩発影響の小児期特性の解明
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16H02971
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
武田 志乃 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, 主幹研究員(定常) (00272203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小平 聡 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 計測・線量評価部, 主任研究員(定常) (00434324)
小久保 年章 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 技術安全部, 課長(定常) (10425663)
小西 輝昭 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, 主任研究員(定常) (70443067)
臺野 和広 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 放射線影響研究部, 主任研究員(定常) (90543299)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 内部被ばく影響 / ウラン / 腎臓 / 晩発影響 / イメージング / マイクロビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射性物質の小児期における内部被ばく影響、特に晩発影響は、今後本格化する福島原発廃炉作業に鑑み社会的に高い関心が向けられている。溶融した燃料近くの汚染水処理が始まると、ウランなど核燃料物質を含む汚染水の二次的な事故等による周辺への汚染が懸念される。ウランはα線核種としての放射線毒性に加え重金属としての化学毒性も有し、幼齢期での腎毒性重症化や遅いウラン腎臓代謝が報告されているが、小児期影響のリスク評価の基礎となるデータは乏しい。本研究では、ビームサイエンス等のin situ解析技術を多元的に組み合わせたミクロンレベルの解析手法を確立し、放射線および化学毒性の両側面からウラン晩発影響の小児期特性を解明することを目指す。本研究の遂行により、内部被ばく核種のリスク評価に不足している被ばく時年齢の毒性修飾や晩発影響に関する科学的知見が得られることが期待できる。
具体的には、腎臓のS3近位尿細管に限局的に観察されるウランの不均一分布、すなわちミクロンレベルの微小領域に存在するウラン濃集部に起因する局所線量影響とそのウラン化学形状態変化に起因する酸化ストレス誘発に着目し、まず腎臓の薄切試料から1）α線飛跡による線量分布解析、2）ウラン局在・化学状態解析、3）組織病理および免疫組織学染色による酸化的損傷解析、4）マイクロダイセクション法による分子解析を行うin situ解析手法を確立する。ウランを投与した幼若および成熟ラットの腎臓について解析を行い、小児期晩発影響の特性を示す。平成28年度は各in situ解析手法の確立を中心的に検討した。ウラン局在・化学状態解析に関しては放射光マイクロビームを利用したマイクロXAFS法によるウラン組織解析手法について論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では腎臓の薄切試料から1）α線飛跡による線量分布解析、2）ウラン局在・化学状態解析、3）組織病理および免疫組織学染色による酸化的損傷解析、4）マイクロダイセクション法による分子解析の4つin situ解析手法の確立に取り組む。平成28年度は各in situ解析手法の条件検討を中心的に検討し、以下の成果を得た。
1）α線飛跡による線量分布解析：腎臓のウラン濃度に対応する飛跡解析の至適検出条件を得た。また腎臓の微細組織構造と飛跡位置の対応手法の検討を行った。
2）ウラン局在・化学状態解析：腎臓内の数ミクロン領域に局在するウラン濃集部の局在・分布解析および化学状態解析に取り組み、化学形変化を捉えることに成功した。
3）組織病理および免疫組織学染色による酸化的損傷解析：腎臓の病理解析および免疫組織学染色による酸化的損傷解析の条件設定を行い、S3尿細管特異的な病態像を把握した。
4）マイクロダイセクション法による分子解析：マイクロダイセクションサンプリングの腎臓の薄切切片数とDNA・RNA抽出条件を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度以降はウラン動物モデル投与後初期の腎臓サンプルを用いて、初年度に検討した各in situ解析条件を検証、適時改良を加えていく。
1）α線飛跡による線量分布解析：腎臓実サンプルを用いての飛跡解析を試行する。
2）ウラン局在・化学状態解析：ウラン投与の腎臓サンプルについて、順次解析を進める。S3近位尿細管の分布する皮質内辺部から髄質外辺部にかけての領域を中心にウラン分布・局在量を明らかにする。ウラン濃集部の化学状態解析を進める。
3）組織病理および免疫組織学染色による酸化的損傷解析：片側の腎臓を用いて病理解析および免疫組織学染色による酸化的損傷解析を進める。もう片方の腎臓からin situ解析用の隣接切片を作製し、染色条件を検討する。
4）マイクロダイセクション法による分子解析：近位尿細管のS1およびS2セグメントとS3セグメントを分別したサンプリングを検討する。遺伝子発現解析およびDNA損傷解析を行う。ウラン動物モデルの作出については、投与量決定のための感受性試験および腎癌モデルラットのウランばく露長期影響観察を行う。経日的に尿を採集し毒性の発現、回復を把握する。順次経時的に解剖し、左側腎臓より薄切切片を作製して各in situ解析の条件検討に供す。
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