Detection of DNA damage induced by heavy ion irradiation in the individual cells with comet assay

重イオン照射によって誘導されたDNA損傷の個別の細胞における検出

和田 成一; 夏堀 雅宏*; 伊藤 伸彦*; 舟山 知夫; 小林 泰彦

Wada, Seiichi; Natsuhori, Masahiro*; Ito, Nobuhiko*; Funayama, Tomoo; Kobayashi, Yasuhiko

宇宙環境における高LET重粒子線被曝の生物影響を解明するためには、低線量・低フルエンスの重イオン照射によって細胞に誘導されるDNA損傷を正しく解析する必要がある。しかし、低フルエンスの重イオンはランダムにヒットするため、細胞に対する重粒子1個の生物学的効果を直接に検出することはこれまで困難だった。そこで、個々の細胞ごとのDNA損傷を評価することが可能なコメットアッセイ法を用いるとともに、同時に各細胞での重イオンのヒット位置を飛跡検出器CR-39を用いて直接に検出することが可能な方法を開発し、動物培養細胞の核にヒットしたイオン粒子数と、その細胞に生じたDNA損傷の程度を同時に検出する方法を確立した。そして、異なるLET値を有するいくつかの重粒子線照射によって細胞に誘導されたDNA損傷を定量的に解析し、照射したイオンのLET値との関連を解析した。

Determining the biological effects of a very low number of charged particles crossing the cell nucleus is interest for estimating the risk due to environmental exposure to charged particles. Especially it is necessary to detect the radiation damage induced by a precise number of charged particles in the individual cells. To compare the number of ions traversing the cell and the DNA damage produced by the hit ions, we applied comet assay. Cells attached on the ion track detector CR-39 were irradiated with 17.3 MeV/u 12C, 15.7 MeV/u, 10.4 MeV/u 20Ne and 6.9 MeV/u 40Ar ion beams at TIARA, JAERI-Takasaki. After irradiation, CR-39 was covered with 1 % agarose. After electrophoresis the CR-39 was taken off from the slide glass. The agarose gel on the CR-39 was stained with ethidium bromide and the opposite side of the CR-39 was etched with KOH-ethanol solution at 37 . We observed that the ion particles with higher LET value induced the heavier DNA damage, even by the same number of ion-hits within the irradiated cells.