Heavy-ion-induced bystander killing of human lung cancer cells; Role of gap junctional intercellular communication

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 桜井 英幸*; 長谷川 正俊*; 舟山 知夫; 柿崎 竹彦*; 小林 泰彦; 中野 隆史*

Cancer Science, 100(4), p.684 - 688, 2009/04

https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2009.01093.x

The aim of the present study was to clarify the mechanisms of cell death induced by heavy-ion irradiation focusing on the bystander effect in human lung cancer A549 cells. In microbeam irradiation, each of 1, 5 and 25 cells under confluent cell conditions was irradiated with 1, 5 or 10 particles of energetic carbon ions, and then the surviving fraction of the population was measured by a clonogenic assay in order to investigate the bystander effect of heavy-ions. In this experiment, the limited number of cells (0.0001-0.002%, 5-25 cells) under confluent cell conditions irradiated with 5 or 10 carbon ions resulted in an exaggerated 8-14% increase in cell death by clonogenic assay. However, these overshooting responses were not observed under exponentially growing cell conditions. Furthermore, these responses were inhibited in cells treated with an inhibitor of gap junctional intercellular communication (GJIC), whereas these were markedly enhanced by the addition of a stimulator of GJIC. The present results suggest that bystander cell killing by heavy-ions was induced mainly by direct cell-to-cell communication, such as GJIC, which might play important roles in the bystander responses.

ヒトの浸潤性悪性脳腫瘍細胞に対する高LET重イオン誘発バイスタンダー効果

石内 勝吾*; 長谷川 正俊*; 吉田 由香里*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 和田 成一*; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 104, 2007/02

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2006-042.pdf

High linear energy transfer (LET) charged particle radiation such as C-ion beams,Ne-ion beams and Ar-ion beams is a new modality for the treatment of X-ray resistant cancers. Here we investigated the radiation-induced bystander effect on human glioblastoma cells using a CGNH-89 cell line. We irradiated individual charged-particles to target cells by a microbeam from cyclotron at JAEA Takasaki, and monitored DNA double strand breaks by H2A. X as a marker. We found bystander responses were induced in the neighboring non-irradiated cells. These results explained marked cytotoxity of heavy ions on human glioma cells.

平成5年度技術開発課年報

長谷川 健*; 小出 馨*; 宗藤 勝*; 永崎 靖志*; 中野 勝志; 山岸 明子*; 沖田 正俊*

JNC TN7400 2005-020, 199 Pages, 1994/04

JNC-TN7400-2005-020.PDF:11.68MB

本報告書は、東濃地科学センター・技術開発課が平成5年度に実施した研究開発業務の内容を取りまとめたものである。成果については、地層科学研究に係る技術開発と、探鉱や採鉱に関する技術開発、及び、共通的業務に関するものの三つに分類して掲載した。

平成3年度技術開発課年報

沖田 正俊*; 宗藤 勝*; 長谷川 健*; 永崎 靖志*; 小出 馨*; 山岸 明子*; 仙波 毅

JNC TN7400 2005-018, 241 Pages, 1992/04

JNC-TN7400-2005-018.PDF:10.21MB

本報告書は,中部事務所・技術開発課が平成3年度に実施した研究開発業務の成果を取りまとめたものである。探鉱・採鉱に関連した技術開発の成果と,地層科学研究に係る技術開発の成果に大別して報告した。なお,安全部が所掌している安全評価研究の中の1テーマである「地質と環境放射線の変動要因に関する研究」は,探鉱・採鉱に関連した技術開発の成果の中に入れて報告した。探鉱技術開発では,オーストラリア不整合関連型鉱床を対象とした物理探査手法の開発として,複雑地形での探査を効率的に進めるために周波数領域空中電磁(探査)法シュミレーションプログラムの作成と電磁探査解析用のプログラムTDEM2D出力部の機能強化を行ったほか,中国・遼東半島で鉱業事情調査の一部として実施したVLF-比抵抗法の適用試験結果を報告した。また,リモートセンシング技術開発として衛星からの反射スペクトルを解析するための画像処理システムの機能強化と,オーストラリア探査地区の岩石を反射スペクトル測定した同データカタログ作成について中間報告を行った。平成3年度に海外調査探鉱予算で更新したX線回折装置については,技術的な解説も含めて自動化された鉱物組成同定法を報告した。更に,東濃鉱山のインプレスリーチング跡地から湧出する坑水の処理プロセスを合理化する目的で実施した現場試験の成果についても報告した。採鉱技術開発に関する研究については,ラドン湧出抑制試験結果と採鉱エキスパートシステムの構築の2件について報告した。

浸潤性悪性脳腫瘍への重イオン照射効果; 新しい放射線がん治療法の可能性

石内 勝吾*; 長谷川 正俊*; 中野 隆史*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 舟山 知夫; 坂下 哲哉

no journal, , 

高い増殖性・浸潤性のある悪性脳腫瘍は、切断端から再増殖するため外科的な摘出だけでは制御が困難である。その代表である神経膠芽腫では、手術による摘出後に放射線治療法と化学療法を併用しても、生存期間は2年に満たないのが現状である。神経膠芽腫は通常の放射線治療に用いられるX線や線などの低LET放射線に対して抵抗性を持つが、一部で臨床応用が開始されている高LET重粒子線による治療効果はまだ解析されていない。そこで、神経膠芽腫培養細胞に対する種々の高LET重イオン照射効果を調べたところ、X線と比べて予想以上に細胞致死効果が高く、さらに、少ない線量で細胞の形態変化を引き起こすことがわかった。細胞の形態変化は腫瘍の浸潤や転移にかかわる細胞の遊走性にも影響することが考えられ、遊走性の制御によって浸潤性増殖を阻止するなどの悪性腫瘍の新しい治療法の開発が期待できる。

ヒト肺癌細胞株における高LET重イオンマイクロビームによるバイスタンダー効果の検討

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 桜井 英幸*; 河村 英将*; 長谷川 正俊*; 小林 泰彦; 中野 隆史*

no journal, , 

重イオン照射による高い殺細胞効果やバイスタンダー効果の分子機序は未だ十分に解明されていない。本研究ではヒト肺癌細胞株を用いて重イオンビーム照射後のバイスタンダー効果の細胞死の機序について解明する。細胞はヒト肺癌由来の細胞株であるA549を用いた。X線照射はMBR-1505,重イオン照射は原子力機構高崎量子応用研究所のマイクロビーム照射装置及びブロードビーム照射装置により行った。照射後の細胞生存率はコロニー形成法で検討した。X線照射によるD/Dは1.59Gy/4.00Gyであったが、ブロードビームを用いた実験ではC(LET=108keV/m)のD/Dは1.23Gy/2.39Gyであった。また、コンフルエントな状態にある約50万細胞中の5-25細胞に対して、それぞれC(LET=103keV/m)をマイクロビームで5-10個ずつ照射するとディッシュ全体の生残率が9-15%低下した。重イオン照射による高い殺細胞効果と細胞死のメカニズムにバイスタンダー効果の関与が示唆された。

大気マイクロPIXEを用いた肺組織内微量元素の解析

岡本 雅彦*; 櫻井 英幸*; 新 雅子*; 長谷川 正俊*; 及川 将一*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 荒川 和夫; 中野 隆史*

no journal, , 

炭化タングステンとコバルトを混合して焼結した超硬金属粉末の吸入による慢性間質性肺炎(超硬金属肺と呼ばれている)の診断を確定するために、大気マイクロPIXEで原発性肺癌患者の組織を調べた。その結果、Ti, Al, Fe, Ni, Cr, Wなどの吸入超硬金属由来の各種金属粉が肺内に残存している状況を元素の2次元分布として測定することに成功した。