2021 Fiscal Year Research-status Report
Cellular responses for targeted cytoplasmic irradiation with X-ray microbeams produced by synchrotron radiation
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21K12249
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 雅雄 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 上席研究員 (70281673)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射光X線 / X線マイクロビーム / 細胞質限定的照射 / 細胞核限定的照射 / 放射線適応応答 / バイスタンダー効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請書に記載した「【個別研究目的１】 マイクロビーム照射システムで認識された100%のヒト正常細胞（マイクロビーム照射用ディッシュ上で約1000個）の細胞質にＸ線マイクロビームを照射した時の致死効果の線量効果関係を明らかにし、【個別研究目的２・３】で実施する細胞質への予め照射の最適な線量を設定する。」を達成するために、以下の実験を実施した。
(1)細胞質に10レントゲン（0.092Gy）、40レントゲン（0.368Gy）を照射した時の細胞致死効果をコロニー形成法で細胞増殖死として検出した。
また、「【個別研究目的２】 同一細胞内での細胞質照射による細胞応答を明らかにするために、認識された100%のヒト正常細胞の細胞質に【個別研究目的１】で設定した線量のＸ線を予め照射し、その後細胞質照射の順番に従って100%の細胞核に照射した時の致死効果を明らかにする。」を達成するために、以下の実験を実施した。
(2)細胞質に予め10レントゲンを照射し、約3時間炭酸ガスインキュベーターに保持し細胞質照射による細胞応答発現を十分に行わせた後細胞核に10レントゲン照射したときの細胞致死効果を調べた。
まず10、40レントゲン何れの細胞質限定的照射に対しても細胞生存率は100%となり、この照射のみでは細胞増殖死が起こらないことを確認した。次に、細胞質に予め10レントゲンを照射し、3時間後細胞核に10レントゲン照射したときの細胞生存率は、高エネルギー加速器研究機構のマシンタイムの関係で現段階ではプレリミナリーな結果ではあるが、細胞核のみに10レントゲン照射した時の生存率が79%であるのに対して、予め細胞質に10レントゲンを照射してその後細胞核に10レントゲン照射したときの生存率は、98%まで上昇する実験データを得た。令和4年度は、さらに上記（2）の照射実験を繰り返しデータの再現性を確認する予定である。
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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
本申請研究を実施するために利用する所属機関以外の研究施設での共同利用研究として、すでに採択されている高エネルギー加速器研究機構放射光共同利用実験課題（課題番号：2019G651、課題名『X線マイクロビームを細胞質に限定的照射したときに誘導される放射線適応応答へのバイスタンダー効果の関与』、課題代表者：鈴木雅雄））に引き続き、新たな研究課題（課題番号：2021G539、課題名『細胞質へのX線照射がトリガーとなる放射線適応応答へのバイスタンダー効果の関与』、課題代表者：鈴木雅雄）が採択され課題を更新した。新型コロナウイルス感染対策のために影響は受けたが、令和3年度は合計7日分のビームタイム配分を受け、それらすべてについてマシントラブル等一切なく実験を実施することができた。そのため、ほぼ当初の研究計画に沿って研究を実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度も新型コロナウイルス感染状況が不確定要素として残るが、現段階では新たに採択された共同利用研究課題（2021G539）に対して、令和3年度と同様の照射実験用マシンタイムの配分を受けることが出来る予定である。この研究の重要なポイントであるヒト正常細胞の細胞核または細胞質のみを抽出し、コンピューター制御された照射システムで一細胞毎にX線マイクロビームを照射する方法論は完全に確立できているため、交付申請書に記載した個別研究目的2～4に順次移行し実験データを集積することが可能であると考える。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大により、当初予定していた研究成果発表のための学会・シンポジウムが中止またはweb開催となり、特に出張交通費の使用が大幅に減ったため次年度使用額が生じた。繰り越した分に対しては、令和4年度は主に細胞実験に使用するプラスティック消耗品・試薬の値上がり分の吸収と、学会・シンポジウム等の出張旅費に充当する予定である。
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Research Products
(2 results)
