2018 Fiscal Year Research-status Report
内部被ばくの分子病理学的影響検出と周辺細胞のPatho-マイクロドジメトリー解析
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18K10027
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
七條 和子 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (90136656)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 内部被ばく / 分子病理学 / マイクロドジメトリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島原発事故後8年を迎えた日本では、放射線の作用が腫瘍発生・腫瘍制御に関する研究の中で最も関心事となりその基礎的研究の重要性が増している。本研究の目的は、体内残留放射能が内部被ばくとして人体に及ぼす影響を分子病理学的に検出し、組織細胞のマイクロドジメトリーとの関連を検討すること(Patho-マイクロドジメトリー)である。
私達は長崎原子爆弾のPu-239由来α粒子飛跡を近距離被爆者の病理標本上に確認しており、それをもとに内部被ばくの科学的証拠を初めて示し、論文発表した。平均組織吸収線量は0.00867Gyとごく僅かで、人体に影響する値ではないと考えられた。しかし、α粒子飛跡周辺細胞では、粒子が細胞核を通過する際の局所的線量は高線量(3.35Gy) となった。内部被ばくは生物学的半減期・物理学的半減期によって被爆後人体内から急速に減衰する事から生存被爆者で残存放射能を検出することは不可能である。
原爆からの中性子線で放射化された物質のうち内部被ばくで主要なものとして放射性Mn-56 が特定されている。「広島原爆において入市1日目の入市被爆者の死亡率が高い。」という疫学的データーがあるが、放射化された土中の MnO2 微粒子が大気中に多量に舞い、これを吸い込むことで早期入市者に内部被ばくが引き起こされたと考えられる。そこで 放射性Mn-56による内部被ばく実験により、内部被ばく線量とその病理学的意義を検討する事とした。日本では放射線管理上の理由で実験が困難なためカザフスタン国立核研究センターの IVG.1M 原子炉で照射を行い、得られた放射性 MnO2 をラットに暴露する。今後は、この内部被ばくラット組織内に沈着するMnO2粒子近傍のβ線吸収線量を指標として遺伝子不安定性分子病理マーカー探索を行う。
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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
１）セメイ医科大学（カザフスタン）と共同研究で内部被ばく線量を変えた実験（Mn-56x1, x2, x3）を行い病理標本採取した。既存のラット内部被ばく病理標本の画像のデーターベースを作り定量解析した。MnO2を放射化して得たMn-56微粒子を曝露した各臓器の内部被曝による被曝吸収線量推定値は、全身0.14 Gy、小腸1.48Gy、肺0.11Gy、他の臓器ではそれ以下であった。気腫、出血、炎症が6時間から180日後まで引き続き、180日後には高度の炎症細胞浸潤と肺炎、無気肺、肉芽腫、高度の出血など重篤な所見が認められた。一方、60Co-2 Gy外部照射群ではこれらの所見は全く認められなかった。論文投稿を目指している。
２）Patho-マイクロドジメトリー；遺伝子不安定性マーカーとしては、3種のマーカー；DNA修復系タンパク質53BP1の検出、H&E染色による細胞核異型の観察、TUNEL法による DNA障害である細胞核のアポトーシス像については現在観察中である。これらを精査し、分子病理学的に定量解析を行う。
３）Mn56O2 沈着病理標本におけるXAFS解析(X-ray Absorption Fine Structure：照射X線の内殻電子励起による吸収による元素分析)については、東京大学筑波高エネルギー加速器研究機構にて現在得られたデーターに加えて集積を行い検討しMn56O2 を標本上に同定し、特にFe元素との共存を認めた。放射性Mn56 ball の吸収線量は、主にベータ線によるもので、微粒子径 5μmで粒子表面線量が 8.05Gy、10μm で 15.5Gyと算出された。得られたラット標本の放射性Mn-56沈着組織周辺の細胞における局所的高線量と病態：Patho-マイクロドジメトリーの結果を踏まえて、人体病理との関連性について考察している。学会発表、論文投稿の予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）平成30年度に行った内部被ばく実験のラット内部被ばく病理標本を収集し、同様に、53BP1などの遺伝子不安定性マーカー蛋白、および病理所見を指標とする画像のデーターベースを作る。
２）Patho-マイクロドジメトリー；遺伝子不安定性マーカーとしては、3種のマーカーの観察を続ける。一方、病理所見（気腫、出血、炎症、線維化）についての精査を行う。肺気腫の進展、出血の機序について、また、H&E染色による肺の線維化が目立たなかったことから，線維化について特殊染色、免疫染色などを行い、人体病理で認められる放射線性肺臓炎と照らし合わせた検討を行う予定である。得られたラット標本の放射性Mn-56沈着組織周辺の細胞における Patho-マイクロドジメトリーの結果を踏まえて、人体病理との関連性について考察する。これらを集積し、分子病理学的に定量解析を行い、学会、論文で公表したい。
３）当初の動機となったMnO2 微粒子径の大きさで被ばく線量が異なることに着目した実験系；微粒子径を従来の 5μm に加えて10μm の Mn-56 ball を用いた実験については、海外共同研究者を通じた実験計画への参画が必要であるので、実績作りと信頼性を確認するためにいままでのデーター収集と論文公表に全力を尽くす。遺伝子不安定性マーカーとして53BP1等の核内フォーカス発現を指標として分子病態への影響の内部被ばく線量依存性を Patho-マイクロドジメトリ－として検討する。さらに、得られたラット標本における局所的高線量被曝と放射性Mn-56沈着組織周辺の細胞における傷害をとらえたPatho-マイクロドジメトリーの結果を踏まえた新知見から見える“人体病理との関連性”について放射線災害などを見据えた考察を行い、学会、論文などにより公表したい。
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| Causes of Carryover |
第5回島根―セメイ国際シンポジウム参加のための国内旅費を予定していたが、開催規模が縮小されて大学院生を中心としたシンポジウム開催となり、今年度は参加を取りやめた。また、論文校閲費および論文投稿費を予定していたが、今年度は、まだ、データー解析および論文作成中で完成出来なかったので次年度使用額が生じた。
次年度は、遺伝子不安定性マーカー検出のために消耗品費に使用予定であり、研究の充実を図りたい。さらに、論文校閲費および論文投稿費に使用して論文を完成させ公表する。
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