P53-dependent cell-killing effect via bystander effect using carbon-ion microbeams simulating the spot scanning system with pencil beams at HIMAC

重イオンマイクロビームを用いたp53遺伝子依存バイスタンダー効果誘導の解析

鈴木 雅雄*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 鈴木 芳代; 池田 裕子; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 村上 健*

Suzuki, Masao*; Funayama, Tomoo; Yokota, Yuichiro; Suzuki, Michiyo; Ikeda, Hiroko; Sakashita, Tetsuya; Kobayashi, Yasuhiko; Murakami, Takeshi*

野生型あるは変異型のp53遺伝子をもつ各4種類の細胞株について、原子力機構高崎量子応用研究所のコリメーション式重イオンマイクロビームをもちいた照射実験を実施した。細胞集団全体の0.04%の細胞をマイクロビーム照射したところ、野生型p53遺伝子を持つ細胞株では90%に生存率が低下し、バイスタンダー効果の存在が示唆された一方、変異型p53遺伝子を持つ細胞株における生存率はほぼ100%を示し、バイスタンダー効果が誘導されないことが明らかになった。この結果は、放射線医学総合研究所HIMACにおける部分遮蔽照射実験で得られた結果と合致した。この結果は、炭素線スキャニング照射治療において、p53野生型がん細胞への細胞致死効果がギャップ結合経由のバイスタンダー効果で増刊される可能性を示唆する。

We irradiated either 4-cell lines with wild-type P53 or 4-cell lines with mutated-type P53 using the microbeams of JAEA-Takasaki collimated by 20m in diameter. We can easily estimate the number of the directly irradiated cells to be just 0.04% of the total cells on the dish using the highly controlled microbeam irradiation system. The percent survival in the cells with wild-type P53 was around 90%, while almost 100% was observed in the cells with mutated-type P53. The results are consistent with the data using the carbon-ion broad beams with the shielding method at HIMAC. Our overall results showed that bystander cell-killing effect was observed in the cells with wild-type P53, but not in the P53-mutated cells. There is clear evidence that the spot scanning irradiation system of carbon ions enables the enhanced cell killing in cells with wild-type P53 gene via gap-junction mediated bystander effect.