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論文

Medaka blastoderm cells are capable of compensating the injured cells irradiated by carbon-ion micro-beam

保田 隆子*; 尾田 正二*; 浅香 智美*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 武藤 泰子*; 池田 裕子; 小林 泰彦; 三谷 啓志*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 85, 2015/03

本研究では、卵殻が透明で発生までの全過程を生きたまま詳細に観察可能なメダカ胞胚期に重イオン照射を行い、その後の発生を詳細に観察した。メダカ胞胚期に炭素線をブロードビーム照射した結果、10Gyでは体軸形成不能、5Gyでは体軸形成異常、2Gyでは器官形成異常が観察され、全て早期胚死となり孵化には至らなかった。次に、炭素線マイクロビーム(ビーム径120および180$$mu$$m)を用いて胚盤(約500$$mu$$m径)中央を局部照射し、胚盤全体をブロードビーム照射した試料と比較した。その結果、局部照射した試料では、発生遅延や、眼組織における器官形成異常が観察された。一方、孵化率では、全体照射した試料では2Gyでほとんどの胚が孵化できなかったが、炭素イオンマイクロビームで胚盤中央部のみを50Gyで局部照射した試料では約半数の胚で正常な孵化が観察された。

口頭

メダカ胚の脳に対する重粒子線マイクロビーム照射応答解析

保田 隆子*; 尾田 正二*; 日比 勇祐*; 漆原 祐介*; 三谷 啓志*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 武藤 泰子; 池田 裕子; 小林 泰彦

no journal, , 

原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの重イオンマイクロビーム細胞照射装置を用いて、メダカ胚の脳のさまざまな部位を特異的に狙って照射し、重粒子炭素線照射後の影響を、whole-mountアクリジンオレンジ染色により調べたところ、炭素線マイクロビーム照射によって、胚の脳に照射された部位にのみ放射線誘発アポトーシスが誘発される結果から、メダカ後期胚期の狙った部位にのみ照射することが可能であることが示された。しかしながら、脳の中央部に照射した場合、その部位のみではなく、脳全体に放射線誘発アポトーシスが観察され、照射野と放射線誘発アポトーシスの起こる部位が一致しないという、予想外の結果が得られた。この結果は、脳中央部に存在する脳下垂体のホルモンが脳全体へ影響を及ぼす可能性が予測された。

口頭

マイクロビームを用いた精巣選択的照射のメダカ生体への影響

尾田 正二*; 保田 隆子*; 浅香 智美*; 三谷 啓志*; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 横田 裕一郎; 鈴木 芳代; 舟山 知夫; 小林 泰彦

no journal, , 

原子力機構・高崎TIARAの重イオンマイクロビーム装置を用いて炭素イオンマイクロビームでメダカの稚魚および成魚の精巣を選択的にin vivo照射することに成功した。体躯が透明なふ化直後の稚魚の照射では、生殖細胞特異的にGFPを発現するトランスジェニックメダカを用い、蛍光で特定した清掃の所在にマイクロビームで照準照射したところ、精巣の蛍光が消失した。また、体躯が不透明であるメダカ雄成魚に対しては麻酔下にて腹腔内の精巣の位置を正確に推定し、精巣の形状に沿ってマイクロビームを重ならないよう多重照射し、精巣を選択的に照射する手法を開発した。この方法を用いて照射したp53ノックアウト雄メダカでは、放射線照射によって精原細胞が卵細胞に異常分化・増殖する精巣卵が顕著に誘導され、これを放射線照射の指標として用いることで精巣選択的なin vivo照射が可能であることが示された。

口頭

3D analysis by whole body serial sections of the systemic responses induced by local carbon-ion irradiation in medaka (${it Oryzias latipes}$)

浅香 智美*; 橋本 知佳*; 伊藤 加津沙*; 保田 隆子*; 永田 健斗*; 西槇 俊之*; 勝村 啓史*; 太田 博樹*; 鈴木 芳代; 舟山 知夫; et al.

no journal, , 

個体への局部照射は、照射領域のみならず、照射領域外にもその影響を及ぼすことが示唆されている。そこで、本研究では、メダカ成魚を用い、原子力機構TIARAの炭素イオンビームをその腹部あるいは背部のみに照射する技術を確立した。照射したメダカ個体は、固定に先立ち照射が心臓拍動に及ぼす影響を解析し、その後、全身を連続切片として照射影響を3次元的に解析した。その結果、ビームが照射された領域において組織に対する重篤な影響が認められたのみならず、二次鰓弁において、本来鰓にビームが照射されない腹部照射を行った個体においても障害が認められた。この結果は、照射による全身効果が誘導されたことを示唆している。また、本研究においては、照射が心臓拍動に及ぼす影響は観察されなかった。

口頭

The Systemic effects of irradiation revealed by the local irradiation to the medaka testis using carbon-ion microbeam system in TIARA

尾田 正二*; 保田 隆子*; 日比 勇祐*; 浅香 智美*; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 横田 裕一郎; 坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 舟山 知夫; et al.

no journal, , 

本研究では、重イオンマイクロビームを用い、メダカ胚および成魚に対し、特定組織を狙って照射する技術を開発した。照射で精巣卵が形成されることが知られているp53遺伝子を欠失したメダカ系統の精巣に、炭素イオンマイクロビームによる組織照準照射を行ったところ、照射1週間後に生じた精巣卵が全身照射した場合と較べ少なくなることが明らかになった。また、発生2日目のメダカ胚中脳の左あるいは右側の一方のみに照射を行ったところ、照射部位のみならず、体幹や尾部においてもアポトーシスの誘導が観察された。この内分泌系, 自律神経系, 免疫応答による全身効果は、メダカ成魚においても観察されるものであるが、本研究により発生過程の胚においても誘導されることが明らかとなった。

口頭

Availability of medaka as systemic effect model of local irradiation by histological analysis

浅香 智美*; 伊藤 加津沙*; 橋本 知佳*; 保田 隆子*; 永田 健斗*; 西槇 俊之*; 勝村 啓史*; 太田 博樹*; 鈴木 芳代; 舟山 知夫; et al.

no journal, , 

放射線は、がん治療に広く応用されているが、その照射の影響が、個体において、その生体機能を介して照射領域外にも広がる可能性が指摘されている。しかし、マウスなどの従来の実験動物では、体全体への影響を網羅的に解析することは、サイズの問題として難しい。一方、メダカは、このような体全体への網羅的な影響解析を行う上で適した大きさを持つ実験生物である。本研究では、メダカ成魚をTIARAの炭素イオンビームで照射し、その腹部のみあるいは背部のみをビームで曝露する手法を確立した。照射後、心臓の拍動数を測定することで、イオンビーム照射が心臓に与える影響を解析するとともに、その全身を固定し連続切片として網羅的な組織学的解析に供した。その結果、照射領域のみならず照射領域外においてもイオンビームによる照射影響が認められ、この影響の誘導は血液を介した免疫系によるものと予想された。

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