腫瘍微小環境における重粒子線によるDNA損傷の解析

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腫瘍内微小環境には不完全な毛細血管の構築に起因する低酸素状態と低栄養状態が混在する。低酸素状態は間接作用の減弱を介してがんのX線抵抗性を引き起こすことが知られている。一方で、低栄養状態はがんの悪性形質を促進する。臨床的ながんの放射線治療抵抗性は、腫瘍内微小環境における低酸素および低栄養状態の複雑な混在の帰結と考えられる。炭素イオン線治療は酸素濃度非依存的なDNA二重鎖切断（Double Strand Break; DSB）の誘導を介して、X線抵抗性を示す低酸素がんにも強い抗腫瘍効果を発揮する。しかし、腫瘍内微小環境において混在する、低酸素および低栄養状態が、炭素イオン線によるDSB誘導ならびに致死効果に与える影響は解明されていない。本研究では培養ヒト子宮頸癌HeLa細それぞれヌードマウスに移植して腫瘍を形成させ、実験を行った。腫瘍を形成したマウスにピモニダゾールを投与し、炭素イオン線もしくはX線を照射する。照射後腫瘍を摘出し、凍結切片を作成し、低酸素マーカーであるPimonidazole、DSBマーカーである53BP1、血管のマーカーであるCD31で免疫蛍光染色を行う。免疫蛍光染色を行うことによって得られた53BP1のfoci数を、画像解析ソフトImageJを用いて定量的に解析する。本研究の目的は、腫瘍内微小環境を再現したマウス腫瘍移植モデルを用いて、腫瘍内の低酸素・低栄養状態と炭素イオン線によるDSB誘導効率ならびに致死性との関係性を明らかにすることである。2021年度に確立した実験系を用いて組織染色を行い、X線照射時と比較して、炭素イオン線照射時に低酸素領域のDSB　foci数が多く認められることを明らかにした。