単一細胞標的照射で誘発される細胞内酸素動態観察のための蛍光寿命顕微システムの構築

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粒子線がん治療はブラッグピークの線量集中性を活かし、有効ながん治療法としての地位を確立している。しかしながら、低酸素下にある腫瘍組織の放射線抵抗性を考慮した治療効果は未だ予測ができていない。酸素効果の本質は、放射線間接作用によるラジカルと細胞内酸素とが産生する有機過酸化物により惹起される難修復性損傷であり、その解明には、極微の時空間スケールで、放射線による物理化学反応と細胞内生物応答とを同時に観測することが必要になる。 本研究では、陽子線マイクロビーム細胞照射装置 SPICE に蛍光寿命イメージングシステムと低酸素照射チャンバを導入することで、腫瘍組織環境を模擬し、 ビーム照射を起点とするオーダーの細胞内酸素動態の可視化・定量を目的とする。続いて、損傷・修復過程との相関解析により、低酸素による放射線抵抗性のメカニズムを解明し、ひいては、治療効果の予測へと展開するための研究基盤の確立を目指す。今年度は、長年の使用に伴う経年劣化と思われるSPICE基幹部分の故障が発生しその修理を実施した。具体的には、オンライン顕微鏡システムのレンズスライ ダー駆動部(S軸)が故障したことにより、細胞蛍光画像の撮像、細胞位置座標の取得、細胞照準、照射の一連の動作が不能となった。また、オフライン顕微鏡シス テムにも顕微鏡システムのレンズ駆動部(Z軸)が故障したことにより、SPICE照射細胞の観察、撮像、画像解析等が不能となった。これらの修理を実施した。さらに、去年度に開発した低酸素照射チャンバの調整・最適化を進めた。