Analysis of bystander response in 3D cultured tissue induced by heavy-ion microbeam irradiation

重イオンマイクロビームを用いた3次元培養組織のバイスタンダー効果の解析

冨田 雅典*; 松本 英樹*; 大塚 健介*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 小林 泰彦

Tomita, Masanori*; Matsumoto, Hideki*; Otsuka, Kensuke*; Funayama, Tomoo; Yokota, Yuichiro; Suzuki, Michiyo; Sakashita, Tetsuya; Kobayashi, Yasuhiko

低粒子数の重イオン線による生物影響を解明する上で、DNA初期損傷量に依存しない「非標的効果」が注目されている。特に、放射線に直接曝露された細胞の近傍に存在する全く放射線に曝露されていない細胞において観察される「放射線誘発バイスタンダー応答」は、最も特徴的な非標的効果であり、その解明は放射線生物学のみならず、粒子線がん治療、宇宙放射線の生体影響評価においても重要である。本研究は、これまでの2次元での培養細胞を用いた研究から、組織レベルでの生体応答研究への展開を図るため、分化誘導させたヒト3次元培養皮膚モデルを用い、原子力機構の細胞局部照射装置を利用し、放射線誘発バイスタンダー応答によって生じるシグナル伝達経路の変化を明らかにすることを目的とした。2015年度は、ヒト3次元培養皮膚モデルへの重イオンマイクロビーム照射条件の検討を行い、照射した試料のMTT法による生細胞率測定を実施し、試料全体を重イオンビームで照射したものと比較した。その結果、全体照射した試料では生存率の低下が認められた一方、本条件でマイクロビーム照射した試料では生存率の低下が認められなかった。

Radiation-induced bystander responses are defined as responses in cells that have not been directly targeted by radiation but are in the neighborhood of cells that have been directly exposed. In this study, we aim to clarify a role of bystander response to sustain the homeostasis of damaged tissue using heavy-ion microbeams. We established the heavy-ion microbeam irradiation method to a 3D cultured human epidermis. Using this method, a viable cell rate of the 3D cultured human epidermis irradiated with 260 MeV Ne-ion microbeams or broadbeams was analyzed by the MTT method.