Establishment of a research platform for individual differences in radiation exposure effects using induced pluripotent stem cells and advanced microscopy

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2022年度は、2021年度に列挙された問題点を回避または解決するように詳細計画を変更しつつ、最終目的達成のための主に以下三項目をついて実施した。(1)市販されている人種の異なる5種類のヒトiPS細胞株の胚様体に対し、0.0～4.0グレイまでのγ線を照射し、その後の成長速度、および、ラマン散乱スペクトル計測を実施した。順次、繰り返しデータ収集を行っており、本年度末で、253G1, 648A1の2株について統計解析できる程度のデータが確保できた。解析の結果から、放射線被ばく後の胚様体の成長度およびラマン散乱スペクトルは、線量2.0グレイを境に、253G1株と648A1株で反応が異なっており、それらのデータ間に相関があることが示唆された。(2)（昨年度より）過去に報告されていたマウス胚性幹細胞の放射線照射による晩発性心筋分化不全について、ヒトiPS細胞を用いた再現実験を行ってきたが、本年度で終了した。ヒトiPS細胞でも、放射線照射後に生存した細胞は分化多能性を維持し、心筋細胞にまで正しく分化すること、また、分化した心筋細胞の一部は機能不全を有することが明らかになった。これにより、ヒトiPS細胞に対する放射線被ばくによる晩発性機能不全発症実験モデルが確立できたと言える。(3)ラマン散乱スペクトル計測の効率化のため、固定細胞を用いたアッセイ系の確立を目指していたが、細胞内要物の漏出が胚様体全体で一様でない、などの理由により、計測系の安定性が低下した。代替法として急速凍結法を適用した。放射線照射後の胚様体を急速凍結し、（計測前に）溶解したのち単分散させ再度胚様体が形成されるまで培養する。その胚様体のラマン散乱スペクトルを計測する。この方法では、比較可能な項目は修復/回復されなかった影響に限定されるが、効率かつ安定な計測が実現できた。