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低線量率被ばく時における放射線感受性のモデル解析

低剂量率照射辐射敏感性模型分析

基本信息

批准号：
16J07497
负责人：
松谷悠佑
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度は、長時間の電離放射線（X線）被ばく後の放射線感受性について細胞実験とモデル解析を用いた複合的手法で調査し、低線量被ばく時の細胞応答の数理モデル構築にも着手した。これら成果の一部は、国内・国際会議で発表するとともに、自然科学および臨床研究のあらゆる領域を対象にした学術誌にて主に報告した。長時間X線照射中の放射線感受性の調査については、3.0 Gy/hと6.0 Gy/hと同等の2種類の多分割照射法を追加使用し、長時間照射中の細胞周期の変化を調べた。核内DNA量の結果から、6.0 Gy/h照射時には照射開始後10時間まで細胞周期に有意な変化は認められない一方、3.0 Gy/h照射時には、照射中にS期の細胞割合が優位に増加するとともに放射線抵抗性が誘導されることがわかった。これはS期細胞の割合の増加による照射間DNA修復能率の増加により説明し得ることが数理モデルの解析によって示された。このモデル解析の妥当性は、上記の連続的照射条件だけでなく、急性照射条件下でも確認し、S期細胞割合依存の放射線抵抗性誘導について議論するに至った。低線量被ばく時の細胞応答の数理モデルの開発については、照射細胞と非照射細胞間のシグナル効果を前年度開発したモデルに組み込んだ。構築したモデルは、照射細胞から放出されるシグナル濃度、シグナル誘発DNA損傷数、細胞生存率（培地経由型バイスタンダー効果も含む）の文献データを再現することに成功した。この数理モデルを使用することにより、シグナル誘発DNA損傷の修復能率の違いがもたらす低線量放射線高感受性現象への影響を評価することができることを提示した。本年度の研究成果により、逆線量率効果（放射線感受性の逆転現象）ならびに低線量被ばく下の細胞応答（DNA修復能と生存率の関係）について、部分的ではあるがメカニズムの解明ができたと考えている。

In the final year, the sensitivity of cells to ionizing radiation (X-rays) after long-term exposure to ionizing radiation (X-rays) was investigated by complex methods, and the response of cells to low-dose exposure to ionizing radiation (X-rays) was constructed mathematically. The results of this research are presented at national and international conferences, as well as in the fields of natural science and clinical research. In the investigation of radiosensitivity in long-term X-ray irradiation, 3.0 Gy/h and 6.0 Gy/h were additionally used to investigate cell cycle variation in long-term X-ray irradiation. The amount of DNA in the nucleus increased significantly when irradiated at 6.0 Gy/h, 10 hours after the start of irradiation, and 10 hours after the start of irradiation. The increase of DNA repair rate between irradiation and the increase of cleavage in S phase cells was explained by mathematical analysis. The validity of this analysis is discussed in the following aspects: the irradiation conditions of the above mentioned continuous irradiation, the confirmation of radiation resistance induction under acute irradiation conditions, and the dependence of S phase cell cleavage. The development of mathematical models of cellular responses at low doses of radiation, and the development of mathematical models of cellular responses between irradiated and non-irradiated cells in previous years The construction of the literature on the number of DNA damage induced by irradiation and the number of DNA damage induced by irradiation and the survival rate of cells (including the results of culture) was successful. This mathematical model is used to evaluate the effect of low dose radiation on the repair rate of induced DNA damage. The results of this year's research include the results of reverse radiation rate (reverse radiation phenomenon of radiation sensitivity) and cellular response (relationship between DNA repair energy and survival rate) under low radiation dose.