Radiation quality-independent bystander effect and its molecular mechanism

放射線の線質に依存しないバイスタンダー効果とその分子メカニズム

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

本研究では、宇宙線被曝リスクの解明や重粒子線がん治療の高度化を目指して、放射線の線量と線質がバイスタンダー効果に及ぼす影響を調べた。ヒト正常線維芽細胞WI-38株に炭素イオンビーム(LETは108keV/m)あるいは線(0.2keV/m)を照射した後、非照射細胞と共培養した。24時間の共培養後、非照射細胞の生存率と、培養液に含まれる一酸化窒素(NO)の酸化物である亜硝酸イオンの濃度を測定した。非照射細胞の生存率は照射細胞に曝露する線量とともに低下し、0.5Gyでは80%前後に達した。線量応答は炭素イオンビームと線で類似していた。NO消去剤であるc-PTIOをあらかじめ培養液に加えておくと非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度には負の相関関係が認められた。一方で、NO発生剤であるNOC12を培養液に加えるだけでは、細胞の生存率は低下しなかった。以上の結果から、照射細胞から何らかの情報伝達物質を受けとった非照射細胞内で産生されるNOの量が、バイスタンダー効果の決定因子の一つである可能性が示された。

We investigated the influence of irradiated dose and radiation quality on bystander effect. Human normal fibroblasts were irradiated with carbon-ion beam and -rays, and then co-cultured with non-irradiated cells. Following co-culture for 24 h with or without c-PTIO, a scavenger of nitric oxide (NO), the survival rates of non-irradiated cells and the concentrations of nitrite, an oxide of NO, in the co-culture medium were measured. Survival of the non-irradiated cells decreased with increasing dose and reached around 80% at 0.5 Gy. The dose-response curves were similar between carbon-ion beam and -rays, indicating the bystander effect depended on dose but not on radiation quality. c-PTIO suppressed reduction of survival rates of the non-irradiated cells. Furthermore, there were negative relationships between survival rates of the non-irradiated cells and nitrite concentrations. In summary, the amounts of produced NO might be a determinant of the bystander effect.