Mechanisms of cell survival response induced by oxygen environment after ionizing radiations

电离辐射后氧环境诱导细胞存活反应的机制

基本信息

批准号：
22H03032
负责人：
平山亮一
金额：
$ 10.57万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、放射線照射後の酸素環境の違いによる細胞生存にまつわる応答機構を明らかにするため、放射線誘発DNA損傷の修復過程や染色体形成異常における低酸素の影響を調べ、放射線照射後の酸素環境が細胞の生死とどのような関係があるかを明らかにし、もう一つの“照射後の酸素効果”に着目する。さらに、放射線の線質を変えることで、異なる初期損傷を誘発し、その損傷に対する低酸素環境下での細胞応答も明らかにすることで、放射線治療効果を向上させる酸素を使った新たな治療戦略を提案するための新知見を見いだすことを目標としている。2022年度は、放射線抵抗性を引き起こす無酸素環境下（0％酸素濃度）で放射線を照射し、継続して無酸素環境下でのDNA断片の修復動態と微小核形成を指標とした染色体異常頻度を調べた。比較対照群としては、低酸素下での放射線照射後、大気環境下（21％酸素濃度）でのDNA断片の修復動態と染色体異常頻度を調べた。X線照射において、照射後の無酸素環境下ではDNA断片の修復効率は低下し、高LETのAr線においても同様の結果を示した。一方、微小核形成を調べると、X線やAr線照射後の無酸素下での培養で、微小核形成の頻度が大気下培養よりも低下していることがわかった。つまり、無酸素環境下はDNA断片における修復効率を低下させる効果を見せる一方、染色体異常である微小核形成を抑制させる効果があることがわかった。異なる生物エンドポイントにおいて、無酸素による生物効果もしくは無酸素に対する生物応答の違いが観察されたことから、放射線の生物効果における酸素の関与は放射線照射時のみならず照射後においても重要な役割があることを示唆する結果を得た。

在这项研究中，为了阐明由于辐射照射后氧气差异而引起的与细胞存活相关的响应机制，通过检查辐射辐射后的氧气环境，检查辐射诱导的DNA损伤的修复过程和低的效果染色体形成中的氧气。此外，通过改变辐射的线质量，一种使用氧气的新治疗策略通过诱导不同的初始损害并阐明低氧环境中的细胞反应来改善辐射疗法的效果。在2022财年中，在无氧环境（0％氧气浓度）中受到辐射，导致辐射抗性，并在厌氧环境中检查了DNA碎片的连续染色体异常频率和显微镜形成。作为一个比较组，在低氧氧气下辐射辐射后检查了空气环境中DNA片段和染色体异常的修复动力学和染色体异常。在X射线照射中，辐照后在厌氧环境中降低了DNA片段的修复效率，并且在高LET AR线中也显示了相同的结果。另一方面，研究了微观的形成，发现微观形成的频率低于X砂和辐照后AR电线照射下的培养物的下属培养。换句话说，发现在无厌氧环境中，降低DNA片段的修复效率的效果，同时发现了抑制微观形成的作用，这是一种异常的染色体。在不同的生物学终点中，氧气参与辐射的生物学效应不仅在辐射辐射中，而且在辐射之后也具有重要的作用，因为生物学效应或生物学反应的差异表明了这一点。