重粒子線生物効果におけるクラスターDNA損傷の量的効果の実験的解析

DOI
  • 島崎-徳山 由佳
    佐賀大学総合分析実験センター
  • 田中 瑠理
    広島大学大学院理学研究科数理分子生命理学専攻
  • 中新井 祐介
    広島大学大学院理学研究科数理分子生命理学専攻
  • 平山 亮一
    放射線医学総合研究所重粒子医科学センター粒子線生物研究グループ
  • 古澤 佳也
    放射線医学総合研究所重粒子医科学センター粒子線生物研究グループ
  • 井出 博
    広島大学大学院理学研究科数理分子生命理学専攻
  • 寺東 宏明
    佐賀大学総合分析実験センター

書誌事項

タイトル別名
  • The quantitative analyses of clustered DNA damage induced by heavy-ion radiations

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抄録

電離放射線の生物効果の重篤性は、放射線によって誘起される特異な損傷構造の存在を想起させる。放射線がビームとして標的細胞を通過するとき、その損傷発生もまたビーム周辺に限局する。このクラスターDNA損傷は孤立損傷と比較して、複製阻害能と修復抵抗性が高く、重篤な放射線生物効果表出に大きく寄与すると考えられ、特に生物効果比の高い重粒子線の生物効果表出におけるその寄与は重要と考えられる。重粒子線生物効果におけるクラスターDNA損傷の効果には量的効果と質的効果が考えられるが、本研究では量的効果について実験的解析を行った。<BR> 実験は、精製DNA分子を用いた試験管内照射実験と、培養細胞を標的に、その染色体DNA中の損傷を解析する二つの系で行った。精製DNA分子は環状プラスミドDNAであるpDEL19と線状DNAであるラムダファージDNAを10 mM Tris-HCl（pH8.0）に溶解した状態で、培養細胞は対数増殖期にあるChinese Hamster Ovary AA8細胞を用いた。重粒子線は、炭素イオン線（C：13 keV/μm）、硅素イオン線（Si：55 keV/μm）、鉄イオン線（Fe：200 keV/μm）を用い、コントロールとしてガンマ線（gamma：0.2 keV/μm）照射も行った。それぞれクラスターDNA損傷定量はコンベンショナルなアガロースゲル電気泳動およびパルスフィールドゲル電気泳動にて行い、endonuclease IIIで酸化ピリミジンクラスターを、Fpgで酸化プリンクラスターを検出した。結果、精製DNA分子、照射細胞の染色体DNAともに、生成したクラスターDNA損傷の収率は、LETの増加に対し、逆相関することが明らかとなった［gamma > C > Si > Fe］（J. Radiat. Res., 49: 133-136, 2008）。また、バイナリフィルターによるLETの異なる炭素イオン線（13, 30, 50 keV/μm）、硅素イオン線（55, 90, 150 keV/μm）を用いた実験により、このLETに対する逆相関が、線質に依存するのではなく、LET依存性をもつことが分かった。以上の結果は、LET増加に伴う生物効果に対し、クラスターDNA損傷の量的効果が重要ではないことを示唆している。

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