Analysis of bystander effects induced by heavy ions and -rays

重イオンと線によって誘発されたバイスタンダー効果の解析

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 小林 泰彦

Yokota, Yuichiro; Funayama, Tomoo; Ikeda, Hiroko; Muto, Yasuko*; Suzuki, Michiyo; Sakashita, Tetsuya; Kobayashi, Yasuhiko

照射細胞の周辺に存在した非照射細胞にも放射線の効果が伝わるバイスタンダー効果の線量依存性と照射細胞数の影響を調べた。炭素イオン(108keV/m)あるいは線(0.2keV/m)を照射したヒト培養細胞と非照射細胞を多孔性メンブレンの両側で共培養した。細胞集団全体における照射細胞の割合は33%だった。照射細胞と6から24時間共培養したバイスタンダー細胞の生存率は低下した。また、照射細胞と共培養したバイスタンダー細胞の生存率は、線量の増加につれて低下したが、0.5Gy以上では下げ止まり、生存率低下の線量応答は炭素イオンと線で類似した。以上から、バイスタンダー効果は線量に部分的に依存するが、線質には依存しないことがわかった。次に、炭素イオン(103keV/m)あるいはネオンイオン(380keV/m)を細胞集団の0.001%にマイクロビーム照射したところ、細胞集団全体の生存率は培養6時間後には変化しなかったが、24時間後には低下した。このことから、細胞集団中の照射細胞の割合が少ないと、バイスタンダー効果の誘導時間が延びる可能性が示唆された。

We investigate radiation-induced bystander effects. Cells irradiated with up to 2 Gy of carbon ions (108 keV/m) and -rays (0.2 keV/m) were co-cultured with non-irradiated cells in the above and below of porous membrane. Non-irradiated bystander cells decreased their survival at 6 and 24 h in co-culture when 33% of cell population was irradiated. In addition, survival reduction of bystander cells was increased with dose and saturated at 0.5 Gy. The dose responses were similar between carbon ions and -rays, indicating that bystander effects were partly dependent on dose but independent of radiation quality. Next, 0.001% of cell population was irradiated with carbon ion (103 keV/m) and neon ion (380 keV/m) microbeams. Bystander cells decreased their survival at 24 h but not at 6 h in co-culture. From these, it was estimated that bystander effects were also dependent on the fraction of irradiated cells.