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吉田 由香里*; 鈴木 義行*; Al-Jahdari, W. S.*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 白井 克幸*; 加藤 弘之*; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*
Journal of Radiation Research, 53(1), p.87 - 92, 2012/02
被引用回数：8 パーセンタイル：41.9(Biology)To clarify the relative biological effectiveness (RBE) values of carbon ion (C) beams in normal brain tissues, a rat organotypic slice culture system was used. The cerebellum was dissected from 10-day-old Wistar rats, cut parasagittally into approximately 600-
m-thick slices and cultivated using a membrane-based culture system with a liquid-air interface. Slices were irradiated with 140 kV X-rays and 18.3 MeV/amu C-beams (linear energy transfer = 108 keV/m). After irradiation, the slices were evaluated histopathologically using hematoxylin and eosin staining, and apoptosis was quantified using the TdT-mediated dUTP-biotin nick-end labeling (TUNEL) assay. Disorganization of the external granule cell layer (EGL) and apoptosis of the external granule cells (EGCs) were induced within 24 h after exposure to doses of more than 5 Gy from C-beams and X-rays. In the early postnatal cerebellum, morphological changes following exposure to C-beams were similar to those following exposure to X-rays. The RBEs values of C-beams using the EGL disorganization and the EGC TUNEL index endpoints ranged from 1.4 to 1.5. This system represents a useful model for assaying the biological effects of radiation on the brain, especially physiological and time-dependent phenomena.
神沼 拓也*; 鈴木 義行*; 白井 克幸*; 水井 利幸*; 野田 真永*; 吉田 由香里*; 舟山 知夫; 高橋 健夫*; 小林 泰彦; 白尾 智明*; et al.
Journal of Radiation Research, 51(6), p.627 - 631, 2010/11
被引用回数：9 パーセンタイル：33.86(Biology)The direct biological effects of radiation, particularly accelerated heavy particle ions, on neurons are not fully known. Hence, the direct effect of carbon-ion beams on immature neurons was investigated by comparing to the effect of X-rays 
using primary hippocampal neurons. Primary neurons were prepared from hippocampi of fetal rats at embryonic day 18 from timed pregnant Wistar rats and cultured with Banker's methods. At 7 Days 
(DIV), the cells were irradiated with 140 kV X-ray and 18.3 MeV/amu carbon-ion beams (LET = 108 keV/m). The cells were fixed with 4% paraformaldehyde at 12 hours after irradiation. Then, the cells were treated with terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) and DAPI staining for measuring the percentage of apoptosis (apoptotic index: AI). AI in sham-irradiated hippocampal neurons was 18%. The value of AI (AIs) of the cells irradiated with X-rays at 10 or 30 Gy were 15% or 23%, respectively. AI in cells irradiated with carbon-ion beams at 1 Gy, 3 Gy, 5 Gy and 10 Gy were 22%, 23%, 24% and 33%, respectively. AI was significantly increased by carbon-ion beams at 10 Gy (p 
0.001). The apoptosis of hippocampal neurons increased in a dose-dependent manner following both X-ray and carbon-ion beams irradiation. Carbon-ion beams were about 10-fold more effective than X-rays for apoptosis induction in immature hippocampal neurons.
鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 白井 克幸*; 浜田 信行*; 水井 利幸*; 野田 真永*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 白尾 智明*; et al.
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 107, 2007/02
Damage to normal brain tissue caused by irradiation has not been studied in detail. In this study, we investigated the effect of X- and 
C-irradiation on cultured normal neurons (immature and mature) and cultured organotypic brain slice tissues. The radiosensitivity of immature neurons was significantly higher than that of mature neurons. The effect of C-irradiation on immature neurons was about 6 times higher than that of X-irradiation. In organotypic slice culture, X- and C-irradiation induced the remarkable morphological change, especially, in the external granule cell layer. The effect of C-irradiation was about 2 times higher than that of X-irradiation.
白井 克幸*; 水井 利幸*; 鈴木 義行*; 小林 泰彦; 中野 隆史*; 白尾 智明*
Neuroscience Letters, 399(1-2), p.57 - 60, 2006/05
被引用回数：21 パーセンタイル：34.97(Neurosciences)神経ニューロン原基細胞へのX線照射は成長後の脳の機能不全を引き起こしうる。しかし、発達期のニューロン細胞の放射線感受性の程度や、最も感受性の高い時期などの詳細についてはわかっていなかった。そこで、ラット胎児脳の海馬初代培養神経細胞を用いて、培養開始後7日目及び21日目に30GyのX線を照射し、照射の12時間後あるいは24時間後に固定、細胞の形態変化やアポトーシス誘発を調べた。その結果、培養7日目の細胞に比べて、より成熟した培養21日目の細胞は感受性が有意に低く、発達期のニューロン細胞の放射線感受性は発生ステージに依存することが示された。
吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 浜田 信行*; 白井 克幸*; 野田 真永*; Al-Jahdari, W. S.*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 和田 成一*; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
小児の脳腫瘍に対する放射線治療は、高次脳機能の発達などにおいて晩期有害事象を生じる可能性が成人に比べ高いことが知られている。また、小児の脳腫瘍は小脳に発生することが比較的多く、小児の小脳における放射線、特に今後適応拡大が期待される重粒子線の影響を詳細に検討することは重要な課題である。しかしながら、重粒子線照射が小児の小脳に及ぼす影響については、現在までにほとんど研究されていない。そこで、脳切片培養標本を用いて小児の小脳組織及び神経細胞におけるX線及び重粒子線の生物学的効果について検討した。その結果、切片培養標本を用いた発達過程の小脳において、X線と炭素線は組織レベルで急性の形態異常を引き起こし、特にその影響は外顆粒細胞層に強く認められた。これら外顆粒細胞層の異常及び外顆粒細胞層の細胞死を指標とした場合のX線に対する炭素線の生物学的効果比は約2.0と推定された。
鈴木 義行*; 白井 克幸*; 吉田 由香里*; 水井 利幸*; 清原 浩樹*; 野田 真永*; 石崎 泰樹*; 小澤 瀞司*; 中野 隆史*; 浜田 信行*; et al.
no journal, ,
脳正常組織の放射線に対する反応をラット胎児から摘出した培養正常脳神経細胞及び培養小脳切片の放射線に対する反応について検討した。ラット海馬より採取・培養した未熟神経細胞は、成熟神経細胞より放射線感受性が高く、神経細胞の成熟度により放射線感受性に違いがあることが確認された。またX線及び炭素線照射により培養小脳皮質の一部に発達異常が引き起こされ、特に発達中の小脳皮質に存在する外顆粒細胞層が照射による影響をもっとも受けやすく、層の異常拡大が認められた。この層拡大について測定したところ、小脳皮質外顆粒細胞層の異常拡大を指標とした場合のX線照射に対する炭素線照射のRBEは約2
2.5と推定された。
鈴木 義行*; 白井 克幸*; 水井 利幸*; 浜田 信行*; 野田 真永*; 舟山 知夫; 吉田 由香里*; 小林 泰彦; 白尾 智明*; 中野 隆史*
no journal, ,
炭素線照射の正常神経細胞に対する影響については、現在までのところ報告が皆無である。今回、培養ラット未熟神経細胞を用い、炭素線照射により誘発されるアポトーシスを指標として、炭素線のX線に対する生物学的効果比について検討した。胎生18日目のラット海馬より神経細胞を採取し、Banker法にて6日間培養した後、X線030Gy, 220MeV炭素線010Gyを照射した。照射後12時間に4%パラフォルムアルデヒドで固定した後、DAPI及びTUNEL法にて蛍光染色し、放射線により誘発されるアポトーシスの頻度を計測した。非照射細胞におけるアポトーシスの頻度は26%であった。X線で10Gy及び30Gy照射された場合のアポトーシスの頻度は、それぞれ、28%, 37%で、炭素線で1, 3, 5, 10Gy照射された場合のアポトーシスの頻度は、それぞれ、30%, 39%, 36%, 47%であり、X線及び炭素線照射によりアポトーシスの頻度は線量依存的に増加した。また、炭素線の効果は、同線量のX線に比べ6.0倍強かった。すなわち培養ラット未熟神経細胞において、炭素線照射により線量依存的にアポトーシスの増加が見られ、炭素線のX線に対する生物学的効果比は6.0であった。
吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 浜田 信行*; 白井 克幸*; Al-Jahdari, W. S.*; 小林 泰彦; 小澤 瀞司*; 中野 隆史*
no journal, ,
脳培養切片を用いて、正常な小脳組織における重粒子線及びX線の生物学的効果について検討した。方法:生後10日目のラットから小脳を採取し、培養切片を作製した。この切片に炭素線及びX線を照射後、標本を作製し、HE及びTUNEL染色を行った。照射後の切片において、外顆粒細胞層(EGL)の形態異常が認められた。TUNEL染色では、照射後24時間以内にEGL中のほとんどの細胞が陽性を示した。12時間後のEGLの異常及びTUNEL陽性率を指標として炭素線とX線を比較した結果、炭素線による効果が同線量のX線に比べ約1.5倍大きかった。発達過程の小脳において炭素線とX線は外顆粒層の形態異常と細胞死を引き起こし、炭素線のRBEは約1.5であった。
吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 竹内 愛子*; 浜田 信行*; 白井 克幸*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 小澤 瀞司*; 中野 隆史*
no journal, ,
放射線照射が発達期の小脳に及ぼす効果はこれまでに知られていない。そこで、本研究では、組織培養系を用いて、X線及び炭素線照射がラット小脳に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。照射した組織では外顆粒層の拡大と顆粒細胞の停滞が認められた。また、炭素線による効果はX線よりも2倍高いことがわかった。
鈴木 義行*; 白井 克幸*; 水井 利幸*; 浜田 信行*; 野田 真永*; 舟山 知夫; 吉田 由香里*; 小林 泰彦; 白尾 智明*; 中野 隆史*
no journal, ,
炭素線照射がニューロンに及ぼす効果はこれまでに知られていない。そこで、本研究では、ラット胎児より単離した海馬ニューロンに及ぼす炭素線の照射効果を解析した。その結果、線量依存的にアポトーシスが誘発されること、そして、未熟ニューロンにアポトーシスを誘発する効果は、炭素線の方がX線よりも6倍高いことがわかった。
Al-Jahdari, W. S.*; 鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 浜田 信行*; 野田 真永*; 白井 克幸*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 桜井 英幸*; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
The growth cone collapse (GCC) assay has been reported as a useful means of quantifying the effects of various factors on nervous tissue. Here, we used the GCC assay to determine the relative biological effectiveness (RBE) of carbon beams to X-rays on the cell neurons. Dorsal root ganglia (DRG) and sympathetic ganglion chains (SYMP) were isolated from day-16 and day-8 chick embryos and cultured for 20 h. Thereafter, neurons were exposed to graded doses of X-rays, or high-LET C ions. Morphological and apoptotic changes of the neurons were examined quantitatively by GCC and TUNEL assay, respectively. Carbon beams induced GCC and neurite destruction in a time and dose-dependent manner. At 12 h post-irradiation, 20 Gy of carbon beams and 30 Gy of X-rays induced about 65% and 25% apoptosis, respectively. RBE of carbon beams was ranged 3.3-4.6. Carbon beams were 3.3-4.6-fold more effective on neuron cells than X-rays. GCC assay could be beneficial in radiobiological investigations.
白井 克幸*; 鈴木 義行*; 水井 利幸*; 浜田 信行*; 野田 真永*; 舟山 知夫; 吉田 由香里*; 小林 泰彦; 白尾 智明*; 中野 隆史*
no journal, ,
炭素線照射の正常神経細胞に対する影響については、現在までのところ報告がない。われわれはこれまでに、培養ラット未熟正常神経細胞において、X線照射によりアポトーシスが誘導されることを報告しており、炭素線照射でも同様にアポトーシスが誘導されると考えられる。そこで、培養ラット未熟神経細胞を用い、放射線誘発アポトーシスを指標とし、炭素線のX線に対する生物学的効果比について検討した。胎生18日目のラット海馬より神経細胞を採取し、Banker法にて1週間培養した未熟細胞を用い、X線030Gy, 炭素線010Gyを照射した。照射後12時間に4%パラフォルムアルデヒド固定した後、DAPI及びTUNEL法にて蛍光染色し、放射線により誘発されるアポトーシスの頻度を計測した。非照射細胞におけるアポトーシスの頻度は25.8%であった。X線で10Gy及び30Gy照射におけるアポトーシスの頻度は、それぞれ、28.4%, 37.3%で、炭素線で1, 3, 5, 10Gy照射におけるアポトーシスの頻度は、それぞれ、30.0%, 38.7%, 35.7%, 46.5%であり、X線及び炭素線照射によりアポトーシスの頻度は線量依存的に増加した。また、炭素線の効果は同線量のX線に比べ約6倍と考えられた。培養ラット未熟神経細胞において、炭素線照射により線量依存的にアポトーシスの増加が見られ、炭素線のX線に対する生物学的効果比は約6であった。
吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 浜田 信行*; 白井 克幸*; Al-Jahdari, W. S.*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 小澤 瀞司*; 中野 隆史*
no journal, ,
小児の脳腫瘍に対する放射線治療は、高次脳機能に晩期有害事象を生じる可能性が成人に比べ高いことが知られているが、今後適応拡大が期待される脳組織に対する重粒子線照射の影響を詳細に検討することは重要な課題である。しかしながら、重粒子線照射が小児の脳に及ぼす影響については、現在までにほとんど研究されていない。そこで、脳切片培養標本を用いて未熟な小脳組織における重粒子線の生物学的効果について検討した。
Al-Jahdari, W. S.*; 鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 浜田 信行*; 野田 真永*; 白井 克幸*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*
no journal, ,
Dorsal root ganglia (DRG) and sympathetic ganglion chains (SYMP) were isolated from day-16 (mature) and day-8 (immature) chick embryos and cultured for 20 h. Thereafter, neurons were exposed to graded doses of X-rays, or high-LET C ions. Morphological, time- and dose-dependence changes of the neurons were examined quantitatively by GCC assay. Apoptosis induction was examined using TUNEL assay. Carbon-beams induced GCC and neurite destruction in a time and dose dependent manner. Day-8 neurons were more radiosensitive than day-16 neurons (p=0.01). At 12 h post-irradiation, 20 Gy carbon-beams and 30 Gy X-ray induced about 65% and 25% apoptosis, respectively. The carbon-beams were 3.3-4.6-fold more effective than X-rays for GCC and apoptosis induction in both day-16 and day-8 neurons.
