放射線の効果を細胞から細胞へ伝えるバイスタンダー効果の特徴; 鍵を握るのは一酸化窒素

Characteristics of radiation-induced bystander effect; Participation of nitric oxide

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 小林 泰彦

Yokota, Yuichiro; Funayama, Tomoo; Ikeda, Hiroko; Kobayashi, Yasuhiko

International Journal of Radiation Biology誌2015年5月号で我々が発表した論文を中心にバイスタンダー効果について概説した。実験では、バイスタンダー効果の線量及び線質依存性と、それに関連する分子メカニズムを調べるため、線あるいは炭素イオンビームで照射したヒト正常線維芽細胞を非照射細胞と共培養した。その結果、照射細胞に曝露する線量が増加すると非照射細胞の生存率は低下し、一酸化窒素(NO)ラジカルが酸化して生じる培養液中の亜硝酸イオン濃度は上昇した。それらの線量応答は線と炭素イオンビームで類似した。また、NOラジカルの特異的消去剤を投与する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は負に相関した。以上の結果から、NOラジカルが媒介するバイスタンダー効果は放射線の線量に依存するが線質には依存しないことが明らかになった。NOラジカル産生はバイスタンダー効果の重要な決定因子の一つかもしれない。バイスタンダー効果を制御することで放射線がん治療の副作用低減や治療効果を増強できる可能性にも言及した。

Our article published on the International Journal of Radiation Biology (2015) was reviewed. We investigated the dependence of the bystander cell-killing effect on radiation dose and quality, and related molecular mechanisms. Human fibroblasts were irradiated with -rays or carbon ions and co-cultured with non-irradiated cells. Survival rates of non-irradiated cells decreased and nitrite concentrations in co-culture medium increased with dose. Their dose responses were similar between -rays and carbon ions. Treatment of the specific nitric oxide (NO) radical scavenger prevented reductions in survival rates of non-irradiated cells. Negative relationships were observed between survival rates and nitrite concentrations. From these results, it was concluded that the bystander cell-killing effect mediated by NO radicals depends on irradiation doses, but not on radiation quality. NO radical production appears to be an important determinant of bystander effects.