Simulation study of intercellular signaling involved in cell survival fraction after low dose irradiation

シミュレーションを用いた低線量放射線照射後の細胞生存率に対する細胞間シグナル伝達の影響解析

服部 佑哉; 横谷 明徳; 渡辺 立子

Hattori, Yuya; Yokoya, Akinari; Watanabe, Ritsuko

低線量放射線が全体に照射された細胞集団では、放射線が当たっていない細胞(非照射細胞)が存在し、細胞間のシグナル伝達により、非照射細胞にも細胞死等の放射線応答が現れる。本研究では、低線量の放射線応答に対する細胞間シグナル伝達の影響を調べることを目的とする。そのために、細胞間シグナル伝達を考慮した細胞集団の放射線応答モデルを用いて、高線量放射線を照射した実験データを基に、細胞間シグナル伝達に起因する細胞の生存率を推定する。本研究で用いる放射線応答モデルでは、細胞集団を格子で分割し、1細胞を1格子とした2次元平面で表現する。放射線のヒット数は、格子ごとにで与える。細胞間シグナルの格子内濃度は、培養液経由シグナルの濃度、ギャップ結合経由シグナルの濃度とし、拡散方程式に基づいて格子間を伝達する。個々の細胞の細胞周期は、周期的な進行(G1, S, G2, M期)が放射線のヒットとシグナル, によって一時停止する仮想時計として表現する。格子内の, , が閾値を超えたとき、その格子の細胞の状態を細胞死とする。モデルを用いて、高線量の放射線照射シミュレーションを実施した結果、細胞の生存率に対する線量依存性について、実験データと同じ傾向が確認できた。発表では、細胞間シグナル伝達の有無による生存率の変化とシミュレーションによって推測した低線量放射線を照射した細胞集団の生存率を報告する。

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