Inflammatory signaling and DNA damage responses after local exposure to an insoluble radioactive microparticle

不溶性放射性微粒子による局所被ばく後の炎症性シグナルとDNA損傷応答

松谷 悠佑  ; 浜田 信行*; 谷内 淑恵*; 佐藤 志彦   ; 石川 正純*; 伊達 広行*; 佐藤 達彦   

Matsuya, Yusuke; Hamada, Nobuyuki*; Yachi, Yoshie*; Satou, Yukihiko; Ishikawa, Masayori*; Date, Hiroyuki*; Sato, Tatsuhiko

福島原子力発電所の事故後、不溶性の放射性セシウム含有微粒子(Cs-BMP)が発見された。放射性Cs摂取後の内部被ばくのリスクに関しては、従来、可溶性Csが全身へ均一に分布した条件を想定した臓器線量から推定されてきた。一方、Cs-BMPは正常組織に長期的に付着し、慢性的な不均一被ばくを引き起こす可能性がある。本研究では、Cs-BMPによる不均一被ばく後の放射線影響の解明へ向けて、炎症応答とDNA損傷誘発との関係を調査した。炎症性シグナル経路であるNF-B p65とCOX-2に焦点を当てた実験により、線による均一被ばくと比較して、Cs-BMPの近位の細胞ではNF-B p65が活性化される一方、遠位の細胞ではNF-B p65と同時にCOX-2も有意に活性化する傾向を観察した。また、炎症性シグナルの阻害剤を用いた実験により、Cs-BMP近位の細胞の放射線感受性の低下と遠位の細胞の放射線感受性の増強の双方に対し、炎症性シグナルの活性が深く関与することがわかった。これらの結果は、Cs-BMPによる被ばく後の放射線影響は、従来の均一被ばくに基づく推定とは異なることを示唆している。

An insoluble cesium-bearing microparticle (Cs-BMP) was discovered after the incident at the Fukushima nuclear power plant. Radiation risk by intake of internal exposure to radioactive cesium is conventionally estimated from organ dose, assuming that soluble cesium is uniformly distributed throughout human body. Meanwhile, such Cs-BMPs are assumed to adhere in the long term to normal tissue, leading to chronic non-uniform exposure. In this study, to clarify the normal tissue effects for Cs-BMP exposure, we investigated the relationship between the inflammatory responses and DNA damage induction. From experiments focusing on the inflammatory signaling pathways such as NF-B p65 and COX-2, compared to the uniform exposure to -rays, NF-B p65 tended to be more activated in the cells proximal to the Cs-BMP, while both NF-B p65 and COX-2 were significantly activated in the distal cells. Experiments with inhibitors for NF-B p65 and COX-2 suggested involvement of such inflammatory responses both in the reduced radiosensitivity of the cells proximal to Cs-BMP and the enhanced radiosensitivity of the cells distal from Cs-BMP. These results suggested that radiation effects for Cs-BMP exposure can differ from that estimated based on conventional uniform exposure to normal tissues.