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Nitric oxide-mediated bystander signal transduction induced by heavy-ion microbeam irradiation

一酸化窒素ラジカルを介した重イオンマイクロビーム誘発バイスタンダーシグナル伝達

冨田 雅典*; 松本 英樹*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 大塚 健介*; 前田 宗利*; 小林 泰彦

Tomita, Masanori*; Matsumoto, Hideki*; Funayama, Tomoo; Yokota, Yuichiro; Otsuka, Kensuke*; Maeda, Munetoshi*; Kobayashi, Yasuhiko

放射線誘発バイスタンダー効果は、放射線で直接照射された細胞から放出された細胞間シグナルが、周辺の非照射細胞に放射線応答を誘導する現象である。とりわけ、低フルエンス重イオンが誘導するバイスタンダー効果は、宇宙環境における宇宙飛行士の放射線リスクに直結する重要な問題である。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所のマイクロビーム細胞照射装置を用いた重イオン照射でバイスタンダー効果を誘導し、そのシグナル経路の解析を行った。研究の結果、COX-2遺伝子が含まれる、AktおよびNF-$$kappa$$B依存シグナル伝達経路が、一酸化窒素ラジカルが関与する重イオン誘発バイスタンダー応答の誘導に重要であることが示された。加えて、COX-2タンパク質が重イオン誘発バイスタンダー応答におけるバイスタンダー細胞の分子マーカーとして利用できる可能性も示した。

A radiation-induced bystander response is generally known as a cellular response induced in unirradiated cell by receiving bystander signaling factors released from directly irradiated cells of a cell population. Bystander responses induced by high-LET heavy ions at low fluence are an important problem concerning the health of astronauts in the space environment. Here we set out NO-mediated bystander signal transductions induced by high-LET heavy-ion microbeam irradiation in normal human fibroblasts. Our findings suggest that Akt- and NF-$$kappa$$B-dependent signaling pathway involving COX-2 plays an important role in the NO-mediated high-LET heavy-ion-induced bystander responses. Additionally, COX-2 may be used as a molecular marker of high-LET heavy-ion-induced bystander cells, which are distinguish form directly irradiated cells.

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