Involvement of DNA damage and mutation in heavy particle, BNCT, and alpha internal radiation therapy

重粒子线、BNCT 和 α 体内放射治疗涉及 DNA 损伤和突变

基本信息

批准号：
22K12372
负责人：
寺東宏明
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12372/
关键词：
DNA損傷変異重粒子線 BNCT アルファ線内用療法

项目摘要

本研究は、新しいがん治療法として実施されている重粒子線照射、BNCT、TRTなどの手法において、がん細胞にどのようなDNA損傷が生じ、その結果、どのような変異が誘起され、がん細胞が死滅するのかを明らかにすることを目的とする。実験はそれぞれの放射線（放射性物質）を培養細胞に処理し、培養細胞中に生じるDNA損傷と変異スペクトルを分析することにより、がん細胞に致死的影響を与える損傷と変異を明らかにする。さらに、細胞致死や変異との関係性を変異株やモデルDNA分子を用いて分析し、これらがん治療法の有効性に係る議論を行う。初年度は上述した三種類の線種のうち、重粒子線とBNCTに注目して検討を行った。重粒子線は高LET放射線として、局所的な細胞傷害を引き起こすことから、修復困難で複製阻害効果の大きいクラスターDNA損傷を効率的に生じることが知られている。私はこれまでその損傷分析を行ってきたが、それによる変異生成については情報がまだ少ない。本研究では炭素イオン線を用いてその特異的な変異スペクトルを明らかにした。炭素イオン線照射は量子科学技術研究開発機構のHIMACを利用した。BNCT(ホウ素中性子捕捉療法)は、ホウ素が中性子と効率的に反応することにより生じるアルファ線とリチウム線が、がん細胞を効果的に殺傷する。BNCTの先行研究においても、DNA損傷に注目した研究はほとんどなく、BNCTでの細胞傷害にどのようなDNA損傷が関与しているかは明らかではない。そこで、京都大学複合原子力研究所ならびに近畿大学原子力研究所の二つの研究炉を使って中性子線照射を行い、DNA損傷の分析と生存率を指標とした細胞傷害を観察した。その結果、中性子線のみの照射においてもガンマ線と比較して高い感受性とDNA損傷収率をみることができた。さらにBNCT条件においては、さらなる感受性の向上とDNA損傷の増加をみた。

这项研究旨在调查癌细胞中发生了什么样的DNA损伤，从而诱发了什么样的突变，以及如何使用重离子束照射、BNCT和TRT等新的癌症治疗方法，以查明是否患有癌症。细胞死亡。该实验用每种类型的辐射（放射性物质）处理培养细胞，并分析培养细胞中发生的DNA损伤和突变谱，从而揭示对癌细胞具有致命作用的损伤和突变。此外，我们将使用突变株和模型 DNA 分子分析细胞死亡和突变之间的关系，并讨论这些癌症治疗的有效性。第一年，我们重点研究了上述三种辐射中的重离子束和BNCT。重离子束作为高 LET 辐射，会引起局部细胞损伤，并且已知会有效地引起难以修复且具有较大复制抑制作用的簇状 DNA 损伤。到目前为止我一直在分析损害，但是关于它引起的突变产生的信息仍然很少。在这项研究中，我们使用碳离子束阐明了其特定的突变谱。碳离子束照射使用国立放射线科学技术研究所的HIMAC进行。在BNCT（硼中子俘获疗法）中，硼与中子有效反应产生的α射线和锂射线可有效杀死癌细胞。即使在之前的BNCT研究中，也很少有研究关注DNA损伤，并且尚不清楚BNCT中的细胞损伤涉及哪种DNA损伤。因此，我们使用京都大学核研究所和近畿大学核研究所的两个研究反应堆进行中子束照射，并以DNA损伤分析和存活率作为指标来观察细胞损伤。结果，即使仅用中子束照射，与伽马射线照射相比，也观察到更高的灵敏度和DNA损伤率。此外，在 BNCT 条件下，我们观察到灵敏度进一步提高，DNA 损伤增加。