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マイクロビーム細胞局部照射の歴史的考察; 紫外線から重イオンまで

Microbeam studies for partial-cell irradiation; From UV light to heavy ions

小林 泰彦

Kobayashi, Yasuhiko

マイクロビームを用いて生きた細胞内の顕微鏡サイズの微小領域を電離放射線や紫外線で選択的に照射する細胞局部照射実験には、長い歴史がある。最初は、局部照射によって細胞構造の一部を選択的に破壊あるいは不活性化してその機能を解析するための、マイクロサージャリ実験のツールとして用いられた。その後、放射線の生物作用そのものに対する興味が深まってくると、細胞内でもっとも放射線感受性が高い部位を特定するなど、放射線の生物作用の機序を解明するための手段としても利用されるようになった。最初の粒子線マイクロビーム照射実験は1953年に2MVヴァンデグラフ加速器の陽子線を用いて行われ、さらに60年代にはサイクロトロンを用いた重陽子マイクロビームが開発された。これらの初期のマイクロビームを用いて、例えば、細胞質への局部照射が細胞の生存にほとんど影響を及ぼさないことなどが示された。しかし、当時の装置ではかなり高線量の照射実験しかできず、低線量放射線の生物影響研究のためには単一粒子照射が可能な照射装置の開発が必要であった。その後、1990年代になってから、標的細胞へのヒット数の制御が可能なマイクロビーム単一粒子照射装置が幾つかの施設で開発され、ヒット細胞とバイスタンダー細胞における照射効果を明確に区別して解析するなど、従来のランダムな照射では不可能だった実験が行われるようになった。粒子線や紫外線のマイクロビームを用いた細胞局部照射実験について、過去の数々の試みの歴史を概観し、将来を展望する。

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