重イオンと線により誘発されるバイスタンダー効果の線質依存性と時間依存性の解析

Analysis of bystander effect induced by heavy ions and -rays; Its dependencies on radiation quality and post-irradiation culture time

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応答と照射細胞数の影響を調べた。ヒト培養細胞の細胞集団の33%に炭素イオン(108keV/m)あるいは線(0.2keV/m)を照射し、照射細胞と残りの非照射細胞を多孔性メンブレンの両側で6から24時間共培養したとき、非照射バイスタンダー細胞の生存率は低下した。この際、バイスタンダー細胞の生存率は線量の増加につれて80%まで低下したが、0.5Gy以上の線量では下げ止まり、線量応答は炭素イオンと線で同様だった。以上の結果から、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。一方、炭素イオンあるいはネオンイオン(380keV/m)を細胞集団の0.001%だけにマイクロビーム照射したとき、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、照射細胞の割合が減少すると、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 effect to elucidate its mechanism. 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 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.