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。

2022年，我们能够按计划进行实验来阐明延迟活性氧引起的细胞毒性及其机制。在高能加速器研究组织（KEK）使用同步辐射微束的实验中，我们进行了一项实验来检查全细胞照射（40x40um范围）和细胞质照射（40x40um范围，26um直径核屏蔽）对细胞的影响然后我们研究了延迟活性氧对存活率的影响。两种照射条件下3Gy照射的结果是，全细胞照射后的存活率约为10%，但核屏蔽细胞质照射后的存活率约为80%。关于剂量，我们考虑了6Gy，但由于照射大约200个细胞需要1个多小时，我们认为不合适，因为照射时的环境对细胞的影响较大，所以我们决定以3Gy进行评估.通过在微束照射后的集落形成过程中用 2.5mM AA2G（抗坏血酸二葡萄糖苷）处理，研究延迟活性氧对照射后存活率的影响，结果发现，当照射全细胞时，AA2G 处理显着提高了存活率然而，细胞质照射没有观察到 AA2G 导致的存活率增加。这一结果表明，延迟活性氧的起源不是细胞质区域（包括线粒体），而是细胞核中的DNA损伤。 HIMAC的碳离子照射实验表明，高LET辐射会产生更多的延迟活性氧，因此当与微束的结果一起考虑时，由于难以修复的DNA损伤而发生DNA损伤，因此反应强烈。建议通过该过程可能诱导晚期活性氧物种。