放射線障害に関わる遅発性活性酸素と核外シグナルの機構解明

阐明与辐射损伤相关的延迟活性氧和核外信号的机制

基本信息

批准号：
21K07736
负责人：
菓子野元郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nara Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07736/
关键词：
活性酸素マイクロビーム LET ATM oxidative stress microbeam

项目摘要

2022年度においては、遅発性活性酸素による細胞障害性とその機構の解明のための実験を計画通りに実施できた。高エネルギー加速器研究機構（KEK)の放射光マイクロビームによる実験では、細胞全体照射（40x40umの範囲)と細胞質照射（26um径の核遮へいで40x40umの範囲）による細胞生存への影響を調べる実験を実施し、遅発性活性酸素が生存率へ及ぼす影響を調べた。両照射条件で3Gy照射した結果、細胞全体照射後の生存率は約10%であったが、核遮へい細胞質照射後の生存率は約80％であった。線量については6Gyでも検討したが、約200個照射するのに1時間以上の時間を要するため、照射時の環境による細胞影響が大きくなるため妥当ではないと判断し、3Gyで評価することにした。マイクロビーム照射後のコロニー形成時に2.5mM AA2G（アスコルビン酸２グルコシド）処理により遅発性活性酸素が照射後の生存率へ及ぼす影響を調べた結果、細胞全体照射ではAA2G処理により有意な生存率上昇が認められたのに対し、細胞質照射ではAA2Gによる生存率上昇は認められなかった。この結果は、遅発性活性酸素の起源は細胞質（ミトコンドリアを含む）の領域ではなく、核におけるDNA損傷が関与していることを示唆している。HIMACにおける炭素線照射実験により、遅発性活性酸素は高LET放射線ほど多く生成することが分かっていることから、マイクロビームによる結果と合わせて考えると、修復しにくいDNA損傷が生じることでDNA damage responseが強く発現するため、そのプロセスを介して遅発性活性酸素が誘導される可能性が示唆される。

在2022年，可以按计划进行实验，以阐明由晚期活性氧及其机制引起的细胞毒性。在实验中，进行了使用日本高能加速器研究所（KEK）实验的同步辐射微动，以研究全细胞照射（40x40UM范围）和细胞质照射的影响（40x40UM范围（40x40UM范围）与细胞二聚态的核阻滞有关26UM直径的生存率，并研究了生存的生存率对生存的效果。由于在两种辐照条件下的3GY辐射，整个细胞照射后的存活率约为10％，但是核阻滞细胞质辐射后的存活率约为80％。我们还检查了6GY时的剂量，但是由于将大约200剂的剂量照射需要一个多小时，因此确定它是不合理的，因为在辐射过程中由环境引起的细胞效应很大，因此我们决定以3GY进行评估。我们研究了晚期活性氧对微片照射后菌落形成期间2.5 mM AA2G（抗坏血酸2糖苷）处理后的生存率的影响。在全细胞照射的情况下，AA2G治疗没有显示由于AA2G引起的存活率没有增加，而在细胞质辐照中，未观察到AA2G引起的存活率增加。该结果表明，晚期活性氧的起源不是细胞质的区域（包括线粒体），而是核中DNA损伤。众所周知，HIMAC中的碳辐照实验产生的活性氧比更高的辐射产生更多的延迟活性氧，并且在与微束的结果结合使用时，建议DNA损伤响应强烈表达，由于难以进行更改的DNA损伤，这可能会导致通过此过程诱导延迟的活性氧。