粒子線トラック構造とDNA損傷分布について

Relationship between ion track structure and quality of cellular DNA damage

和田 成一*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 柿崎 竹彦*; 伊藤 伸彦*; 小林 泰彦

Wada, Seiichi*; Funayama, Tomoo; Sakashita, Tetsuya; Hamada, Nobuyuki*; Kakizaki, Takehiko*; Ito, Nobuhiko*; Kobayashi, Yasuhiko

放射線による細胞死の主要因であるDNA損傷に着目して、細胞核においてイオントラック内に生じるDNA損傷を可視化する実験系を用い、エネルギー付与分布の違いがもたらすDNA損傷分布の影響を調べた。原子力機構・高崎量子応用研究所のTIARAにおいてネオンイオンとこれと同一のLET値になるようにエネルギーを調整したカーボンイオンをCHO-K1細胞に照射した。DNA損傷の検出は個々の細胞におけるDNA損傷を評価できる免疫化学的手法を用いた。DNA切断の評価にはDNA1本鎖切断や2本鎖切断を修飾する酵素tdtを用い、DNA2本鎖切断のみの指標としてH2AXを検出した。DNA損傷分布領域を評価するため、蛍光シグナル領域の直径を測定した結果、H2AX領域はネオンイオン照射とカーボンイオン照射において大きな差は認められなかったが、DNA切断領域はネオンイオン照射においてカーボンイオン照射より大きかった。この結果はイオントラック構造の違いがDNA損傷生成様式に影響することを示唆しており、重粒子線による生物効果の解明にはイオントラック構造による初期応答の影響を評価することが不可欠である。

CHO-K1 cells attached on ion track detector CR-39 were irradiated with the same LET value but different nuclide (C and Ne). DNA strand breaks were immunohistochemically detected with tdt for total breaks, and with H2AX antibody for double strand breaks only. The fluorescent signal observed in nuclei by immunochemistry was co-localized at the site of etched pit where the ion was traversed on the cell. To evaluate the spatial distribution of DNA damage, the diameter of the area of fluorescent signal was measured. The area of H2AX induced by C ion and Ne ion were not significantly different, however, the area of DNA strand breaks induced by Ne ion was larger than that induced by C ion. This result indicates that the difference of ion track structure influences the pattern of induction of DNA damage.