Bystander effect induced by counted high-LET particles in confluent human fibroblasts; A Mechanistic study

高LET重イオンのシングルヒットでヒト線維芽細胞に誘導されるバイスタンダー効果

Shao, C.*; 古澤 佳也*; 小林 泰彦; 舟山 知夫; 和田 成一

Shao, C.*; Furusawa, Yoshiya*; Kobayashi, Yasuhiko; Funayama, Tomoo; Wada, Seiichi

バイスタンダー効果の仲介役として、可溶性物質の活性酸素種(ROS)や形質転換成長因子b1 (TGF-b1)が被照射細胞から放出されることが報告されており、ごく最近ではわれわれが被照射細胞から放出された一酸化窒素誘導体(NO)が非照射細胞の微小核形成に関与することを発見した。他方、細胞間隙信号伝達(GJIC)が放射線誘発バイスタンダー効果の重要な役割を担っている証拠も多く見つかっている。このような二つの経路;間接的及び直接的なバイスタンダー効果が示されているが、どちらが主要な役割を果たしているかなど詳しいことはほとんどわかっていない。この研究では現在主役を担うと考えられているGJICと、明らかにバイスタンダー効果に影響を及ぼすROSについて、GJICを阻害するPMAとROS補足剤のDMSOを用いて調べた。

The possible mechanism of a radiation-induced bystander response was investigated by using a high-LET heavy particle microbeam, which allows selected cells to be individually hit with precise numbered particles. Even when only a single cell within the confluent culture was hit by one particle of Ar40 or Ne20, a 1.4-fold increase of micronuclei (MN) was detected demonstrating a bystander response. When 49 cells in the culture were individually hit by 1 to 4 particles, the production of MN in the irradiated cultures were about 2-fold higher than control levels but independent of the number and LET of the particles. MN induction in the irradiated-culture was partly reduced by treatment with DMSO, a scavenger of reactive oxygen species (ROS), and it was almost fully suppressed by the mixture of DMSO and PMA, an inhibitor of gap junctional intercellular communication (GJIC). Accordingly, both ROS and GJIC contribute to the above-mentioned bystander response and GJIC might play an essential role by mediating the release of soluble biochemical factors from targeted cells.