Identification of potential biomarkers of radiation exposure in blood cells by capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry

キャピラリー電気泳動飛行時間型質量分析による血液細胞の放射線被曝バイオマーカーの同定

Sun, L.*; 稲葉 洋平*; 神崎 訓枝   ; Bekal, M.*; 千田 浩一*; 盛武 敬*

Sun, L.*; Inaba, Yohei*; Kanzaki, Norie; Bekal, M.*; Chida, Koichi*; Moritake, Takashi*

バイオドジメトリーは、電離放射線被ばく後の個人線量を推定するための有効な方法であり、これまで、血清, 血漿, 尿, 唾液などの非細胞性生体試料での代謝物をバイオドジメトリーのマーカーとして検討する研究が進められてきた。本研究では、非細胞性生体試料には反映されない健康状態や環境ストレスがあることから、血球の代謝物に注目し、キャピラリー電気泳動飛行時間質量分析法により、C57BL/6JマウスのX線照射後の血球の代謝産物を網羅的に調べた。結果として、血球中で106種類の代謝産物が被ばく後に有意に変化することがわかった。そのうち、有効なバイオマーカーとして、これまで報告されていなかった2'-deoxycytidine, choline, N6-acetyllysineを同定した。回帰分析等の結果から、血球の代謝物が予期しない事故などでの被曝線量推定に利用できる可能性を示唆した。

Biodosimetry is a useful method to estimate the personal dose after unexpected ionizing radiation exposure. Studies have been reported that metabolites are useful markers for biodosimetry. However, these studies only focused on non-cellular biofluid (e.g., serum, plasma, urine, or saliva). Blood cell metabolites may reflect the health status or environmental stresses differently than metabolites of plasma. Here, we report changes in the metabolites of blood cells after X-ray irradiation of C57BL/6J mice. Blood cell metabolites were measured by capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry. We found that 106 metabolites were changed significantly after irradiation. We identified that 2'-deoxycytidine, choline, and N6-acetyllysine as potentially useful discriminating markers of radiation exposure. These metabolites have not been reported previously. Furthermore, we established a prediction panel of the exposure dose using stepwise regression analysis. These findings suggest that blood cell metabolites may be useful biomarkers to estimate exposure doses during unexpected radiation incidents.