線虫の運動に対する放射線影響

Effects of ionizing radiation on motor functions in

鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 服部 佑哉; 辻 敏夫*; 小林 泰彦

Suzuki, Michiyo; Sakashita, Tetsuya; Hattori, Yuya; Tsuji, Toshio*; Kobayashi, Yasuhiko

有人宇宙飛行のリスクや放射線治療の副作用を考える際には、放射線被ばくの発がんリスクを評価することとともに、生命維持に必要な生体機能に対する放射線被ばくの影響を理解することが重要である。中でも、運動機能は、危険回避や捕食などを担う最も重要な機能の一つだが、運動に対する放射線影響は生体から切り離された組織や培養細胞を用いた実験系では評価できない。そこで、講演者らは、運動を指標とした行動(個体)レベルの実験系が確立されており、運動制御を担う神経が既知であるモデル生物線虫()に着目し、放射線(線,重イオンビーム)の運動への影響を調べてきた。そして、線虫の全身に線を照射すると、体壁筋を駆使した全身運動(移動)や咽頭筋を駆使したポンピング運動(エサの咀しゃく・嚥下)が線量依存的に低下すること、及びこれらの運動低下が数時間後には回復することなどを明らかにした。また、一般に重イオンなどの高LET放射線は、線のような低LET放射線に比べて高い生物効果を示すことが知られているが、線虫の運動に対する照射影響は、炭素線と線との間で差がないことも明らかにした。本発表では、線虫の運動に対する放射線影響について概説するとともに、今後の研究の展開について議論する。

To better understand the effects of radiation inherent to human activities such as manned space flight, diagnostic imaging, and radiation therapy, it is important to focus on not only the risks of carcinogenesis but also the potential for effects on critical functions such as learning, memory and/or motor control. The nematode Caenorhabditis elegans is a good in vivo model for the examination of radiobiological effects. Using this model, we recently found that whole body irradiation reduced both the locomotion using body-wall muscles and pumping motion (chewing and swallowing) using pharyngeal muscles, and that both movements were restored within several hours. However, there was an obvious difference in the aspect of the reduction between the locomotion and pumping. Though it is well-known that heavy ions charging particles with a high linear energy transfer (LET) induce higher relative biological effectiveness than low-LET radiation such as -rays, effects of heavy ion beams on 's motility were same as those of -rays. In this presentation, we will give an outline of the radiation effects on motor functions in and discuss about further studies to understand the detailed mechanism underlying the irradiation-induced reduction and restoration of movements.