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論文

Mechanisms of action of radon therapy on cytokine levels in normal mice and rheumatoid arthritis mouse model

片岡 隆浩*; 直江 翔太*; 村上 海斗*; 雪峰 諒平*; 藤本 有希*; 神崎 訓枝; 迫田 晃弘; 光延 文裕*; 山岡 聖典*

Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, 70(2), p.154 - 159, 2022/03

Radon therapy has been reported to be effective in the management of rheumatoid arthritis, an autoimmune disease caused by immune cell imbalance. Although there are several reports that suggest that radon therapy induces Th17 cells, there are no studies on the effects of radon inhalation on Th1, Th2, and Th17 immune balance. The aim of this study, therefore, was to examine the changes in cytokine levels after radon inhalation. BALB/c mice were subjected to radon inhalation at a concentration of 2000 Bq/m$${^3}$$ for 2 or 4 weeks, whereas SKG/Jcl mice were subjected to radon inhalation at a concentration of 2000 Bq/m$${^3}$$ for 4 weeks after zymosan administration. For example, the results showed that radon inhalation for 4 weeks not only activated Th1, Th2, and Th17 cells but also modulated immune balance. This suggests that radon inhalation has different mechanisms of action in SKG/Jcl mice and normal BABL/c mice and that radon inhalation has immunomodulatory effects.

論文

放射線生物学でのデータ可視化の有用性; 自己組織化マップによる放射線の生体応答解析

神崎 訓枝

放射線生物研究, 56(3), p.295 - 307, 2021/09

低線量放射線の生体影響は、様々な要因が絡み合い複雑である。生命維持のためのその反応は単純ではない。そこで、動物実験を行って得られた分析結果を自己組織化マップ(Self-organizing maps: SOM)を用いて可視化し、これまでとは違った視点から低線量放射線の生体影響を評価した研究成果を報告する。例えば、低線量放射線の影響は明確なクラスタリングが不可能なデータであったが、SOMでの解析により複数の指標を総合的に評価し、直感的にデータの特徴を把握することが可能となった。本稿では、実例を挙げ、機械学習を用いて放射線生体影響のデータを可視化した成果とその有用性を議論する。

論文

Radon inhalation decreases DNA damage induced by oxidative stress in mouse organs via the activation of antioxidative functions

片岡 隆浩*; 首藤 妃奈*; 直江 翔太*; 矢野 準喜*; 神崎 訓枝; 迫田 晃弘; 田中 裕史; 花元 克巳*; 光延 文裕*; 寺東 宏明*; et al.

Journal of Radiation Research (Internet), 62(5), p.861 - 867, 2021/09

Radon inhalation decreases the level of lipid peroxide; this is attributed to the activation of antioxidative functions. This activation contributes to the beneficial effects of radon therapy, but there are no studies on the risks of radon therapy, such as DNA damage. We evaluated the effect of radon inhalation on DNA damage caused by oxidative stress and explored the underlying mechanisms. Mice were exposed to radon inhalation at concentrations of 2 or 20 kBq/m$$^{3}$$ (for 1, 3, or 10 days). For example, the 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine levels decreased in the kidneys of mice that inhaled 2 or 20 kBq/m$$^{3}$$ radon for 1, 3, or 10 days. However, the level of Mn-superoxide dismutase (SOD) increased by 15-45% in kidney following radon inhalation. These results suggest that Mn-SOD probably plays an important role in the inhibition of oxidative DNA damage.

論文

Dosimetry of radon progeny deposited on skin in air and thermal water

迫田 晃弘; 石森 有; 神崎 訓枝; 田中 裕史; 片岡 隆浩*; 光延 文裕*; 山岡 聖典*

Journal of Radiation Research (Internet), 62(4), p.634 - 644, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Biology)

大気中の放射能濃度、皮膚の標的細胞、皮膚を覆う物質、沈着速度など多くの関連パラメータに不確実性はあるが、ラドン子孫核種からの皮膚線量は無視できるほど小さくはなく、通常の環境下においても生体影響の可能性はあり得るとされている。一方で、ラドンに富む温泉水に皮膚をさらすことで、免疫反応が起こり有益な健康効果が得られるという興味深い報告がなされた。本研究の目的は、リスクや効能の評価の観点から、空気や水に含まれるラドン子孫核種の皮膚沈着に着目して、一般的な線量係数を求めることである。そこで我々はまず、最新のヒト研究のデータに基づいて、2つの媒体におけるラドン子孫核種の皮膚沈着速度を推定した。次いで、アルファ線源の位置と標的細胞(基底細胞またはランゲルハンス細胞)に関する異なる仮定の下で、皮膚線量の計算を行った。さらに、「ラドン被ばく」に関連するすべての被ばく経路からの実効線量に対するラドン子孫沈着の影響について、様々な曝露シナリオを用いて評価した。その結果、いずれの媒体(空気と水)においても、ラドン子孫核種の吸入による実効線量は、他の被ばく経路よりも1桁から4桁高いことがわかった。さらに、水中のラドン濃度が空気中よりも2桁以上高い場合には、皮膚への吸収線量が全経路の中で最も高くなる可能性が示された。

論文

Evaluation of the redox state in mouse organs following radon inhalation

片岡 隆浩*; 神崎 訓枝; 迫田 晃弘; 首藤 妃奈*; 矢野 準喜*; 直江 翔太*; 田中 裕史; 花元 克巳*; 寺東 宏明*; 光延 文裕*; et al.

Journal of Radiation Research (Internet), 62(2), p.206 - 216, 2021/03

ラドン吸入はマウス臓器の抗酸化機能を活性化させ、酸化ストレスに誘導されたダメージを抑制する。そこで、本研究では、ラドン吸入後の臓器中のレドックス状態を評価した。2, 20kBq/m$$^{3}$$のラドンを1, 3, 10日間マウスに吸入させ、主成分分析や相関の変化から、抗酸化機能と酸化ストレスの関係を評価した。本研究の結果は、臓器特有のレドックス状態に依存してラドン吸入後の臓器のレドックス状態が変化したことを示唆した。

論文

Methodology for simple spot measurement of equilibrium equivalent radon concentration

迫田 晃弘; 石森 有; 神崎 訓枝; 田中 裕史

Radiation Protection Dosimetry, 191(4), p.383 - 390, 2020/10

短寿命ラドン子孫核種の吸入に伴う実効線量の推定には平衡等価ラドン濃度が必須である。本研究ではスポット測定に焦点を当てて、単一のアルファ線グロスカウントから平衡等価ラドン濃度を定量する方法論を開発した。方法論の中心となる考え方は、フィルターに付着したラドン子孫核種が十分に壊変するまでアルファ線を計測することである。単一カウントから平衡等価ラドン濃度に変換する校正直線を理論的に求め、比較試験により妥当性を評価した。本方法の長所としては、使用機器や測定・解析手法に関する要求があまり高くない点があげられる。また本手法は、様々な現場における作業者等のひとつのオプションを提供することができる。

論文

Comparison of antioxidative effects between radon and thoron inhalation in mouse organs

小橋 佑介*; 片岡 隆浩*; 神崎 訓枝; 石田 毅*; 迫田 晃弘; 田中 裕史; 石森 有; 光延 文裕*; 山岡 聖典*

Radiation and Environmental Biophysics, 59(3), p.473 - 482, 2020/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:33.12(Biology)

ラドン療法は古くから酸化ストレス関連疾患に用いられて、生体におけるラドン曝露の効果が研究されてきた。しかし、ラドンの同位体であるトロンの効果はまだ十分に調査されていない。本研究では酸化ストレスに注目して、マウス臓器におけるラドンやトロン吸入の生体影響を比較した。オスのBALB/cマウスを15グループに分けて(疑似吸入、ラドン吸入500Bq/m$$^{3}$$または2000Bq/m$$^{3}$$、トロン吸入500Bq/m$$^{3}$$または2000 Bq/m$$^{3}$$)、吸入後すぐに、生化学分析のために様々な組織を採取した。その結果、いくつかの条件下でトロン吸入によってスーパーオキシドディスムターゼや総グルタチオン量が有意に増加し、過酸化脂質量が有意に減少した。加えて、ラドンとトロンの間で異なる濃度と吸入時間で同様の効果が見られ、トロン吸入も酸化ストレスに対して抗酸化機能を高めることが示唆された。しかしながら、ラドンとトロンの性質の差を考えた慎重な解析評価が必要である

論文

The 65th Annual Meeting of the Radiation Research Society参加記

神崎 訓枝

放影協ニュース, (102), p.20 - 21, 2020/01

2019年11月3日から6日にかけて、アメリカサンディエゴにあるthe Westin Gaslamp HotelでThe 65th Annual Meeting of the Radiation Research Societyが開催された。米国放射線影響学会の年次大会には、世界中から世界トップクラスの研究者が集まり、放射線に関する物理学,化学,生物学,医学など幅広い分野に渡る研究発表が行われ、熱い議論が繰り広げられる。筆者は「Assessment of Radiation Effects Using Taguchi Method」というタイトルでポスター発表行い、マウスのLPS(Lipopolysaccharide)腹腔内投与による全身性の炎症に対する被ばく影響について、品質工学のタグチメソッドの概念を用いて評価した結果を報告し、今後の研究につながる多数のご意見をいただいた。本稿では、筆者が行った研究の内容にも触れながら、本会議の様子を報告する。

論文

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

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

International Journal of Molecular Sciences (Internet), 21(3), p.812_1 - 812_12, 2020/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:39.8(Biochemistry & Molecular Biology)

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。

論文

同位体をトレーサとしたラドン子孫核種の体内動態に関する研究

迫田 晃弘; 神崎 訓枝; 田中 裕史; 片岡 隆浩*; 山岡 聖典*

日本健康開発雑誌, (40), p.90 - 94, 2019/06

ラドン温泉の影響効果の評価には、曝露量として被ばく線量が求められる。本研究では、吸入ラドン(Rn-222)が体内で生成した子孫核種の臓器分布を検討するために、ラドン子孫核種(Pb-214)のトレーサとしてラドンの同位体トロン(Rn-220)の子孫核種(Pb-212)に着目し、マウスへのトロン曝露とPb-212の体内分布に係る実験を行った。トロン線源としてマントルを用意し、これを通過した空気を飼育ケージに導入することで、トロン雰囲気を作製した。トロンをマウスに曝露した後、血液・肝臓・腎臓・筋肉を採取した。試料は、ガンマ線スペクトロメトリにより放射能分析を行った。その結果、血液・肝臓・腎臓・尿中のPb-212濃度は概ね同じオーダーで、糞はその一桁高かった。今回の曝露条件で、概ね臓器中のPb-212を有意に検出できることがわかった。また、今後の実験結果の精度向上に向けて、飼育ケージ内でトロンの壊変により生成されたPb-212の各種表面への付着の影響などを検討する必要もあることがわかった。

論文

機械学習を用いた放射線生体影響のビッグデータ解析

神崎 訓枝

環境技術, 48(3), p.121 - 125, 2019/05

東京電力福島第一原子力発電所事故以降、放射線の生体影響への関心が高まっている。これまで、機械学習を用いて放射線生体影響の評価を行ってきたが、未だ明らかになっていない機構も多く、特に、低線量域での放射線影響については、議論が続いている。これらの議論を踏まえ、「環境のビッグデータとそのデータ解析技術」の特集記事として、機械学習の一種である自己組織化マップを紹介し、その応用例を挙げて、機械学習を用いた放射線生体影響のビッグデータ解析について解説する。本稿では、機械学習の有用性と課題について、低線量被ばくの生体影響評価や被ばくに関連したオミックス解析の可能性を議論する。

論文

Comparative effects of radon inhalation according to mouse strain and cisplatin dose in a cisplatin-induced renal damage model

笹岡 香織*; 片岡 隆浩*; 神崎 訓枝; 小橋 佑介*; 迫田 晃弘; 石森 有; 山岡 聖典*

Pakistan Journal of Zoology, 50(3), p.1157 - 1170, 2018/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:15.37(Zoology)

シスプラチン(CDDP)は固形がんの治療に広く使用されているが、酸化ストレスによる腎毒性を持っている。そこで、我々は、ラドン吸入による放射線感受性の違いによるマウス系統差によるCDDP誘導腎障害に対する影響とCDDP濃度について検討した。まず、C57BL/6JまたはBALB/cのマウスに、1000Bq/m$$^{3}$$または2000Bq/m$$^{3}$$のラドンを24時間吸入後、CDDPを20mg/kg体重投与した。C57BL/6Jでは毛並等が改善され、BALB/cでは悪化した。次に、BALB/cマウスに、1000Bq/m$$^{3}$$のラドンを24時間後、CDDPを15mg/kg体重投与した。その結果、抗酸化機能の亢進などが見られた。以上のことから、ラドン吸入によってCDDP誘導腎障害を抑制することが可能であることが示唆された。

論文

Knowledge discovery of suppressive effect of disease and increased anti-oxidative function by low-dose radiation using self-organizing map

神崎 訓枝; 片岡 隆浩*; 小橋 佑介*; 柚木 勇人*; 石田 毅*; 迫田 晃弘; 石森 有; 山岡 聖典*

Radioisotopes, 67(2), p.43 - 57, 2018/02

これまで低線量放射線はマウス諸臓器中で抗酸化機能を亢進し、酸化ストレス関連疾患を抑制することを報告してきた。しかしながら、それらの結果は対象疾患も低線量放射線による処置の条件も様々で、有効性が立証された治療法は確立されていない。そこで、本研究では、それらの結果から低線量放射線の健康効果を明らかにすることを目的とし、ラドン療法のような低線量放射線を活用した治療法の新規適応症を探索した。データの解析には自己組織化マップ(SOM)を用い、不安定な抗酸化機能の変化を自己組織化マップの曖昧な表現で視覚的に直感的に捉えることにより、出力された疾患抑制効果と抗酸化機能亢進の関連性を検討した。その結果、ラドン療法の適応症である疼痛への効果には明らかな線量依存性があることがわかり、肝疾患や脳疾患においても、線量依存性はないもののその効果を期待できると予測できた。本研究は、ラドン療法のような低線量放射線を活用した治療法の応用に貢献できると考える。

論文

Protective effects of hot spring water drinking and radon inhalation on ethanol-induced gastric mucosal injury in mice

恵谷 玲央*; 片岡 隆浩*; 神崎 訓枝*; 迫田 晃弘; 田中 裕史; 石森 有; 光延 文裕*; 田口 勇仁*; 山岡 聖典*

Journal of Radiation Research, 58(5), p.614 - 625, 2017/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:49.59(Biology)

ラドン($$^{222}$$Rn)ガスを用いたラドン療法は、ラドンガスの吸入とラドンを含む水の摂取の2種類の治療に分類される。温泉水の短期または長期の摂取は胃粘膜血流を増加させ、温泉水治療が慢性胃炎および胃潰瘍の治療に有効であることはわかっているが、粘膜障害に対するラドンの正確な影響やそのメカニズムは不明である。本研究では、マウスのエタノール誘導胃粘膜障害に対する温泉水摂取およびラドン吸入の抑制効果を検討した。マウスを用いて、ラドン2000Bq/m$$^{3}$$を24時間吸入、または温泉水を2週間摂取させた。水中$$^{222}$$Rn濃度は、663Bq/l(供給開始時)から100Bq/l(供給終了時)の範囲にあった。その後、マウスに3種類の濃度のエタノールを経口投与させた。粘膜障害の指標である潰瘍指数(UI)は、エタノールの投与量に依存して増加した。しかし、ラドン吸入または温泉水による処理は、エタノールによるUIの上昇を抑制した。ラドン処理群と無処理対照群では抗酸化酵素の有意差は認められなかったが、ラドンまたは温泉水で事前処理したマウスの胃の過酸化脂質レベルは有意に低かった。これらの結果は、温泉水摂取とラドン吸入がエタノール誘導胃粘膜障害を抑制することを示唆している。

論文

Difference in the action mechanism of radon inhalation and radon hot spring water drinking in suppression of hyperuricemia in mice

恵谷 玲央*; 片岡 隆浩*; 神崎 訓枝*; 迫田 晃弘; 田中 裕史; 石森 有; 光延 文裕*; 山岡 聖典*

Journal of Radiation Research, 57(3), p.250 - 257, 2016/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:45.6(Biology)

本研究では、ラドン療法の適応症である高尿酸血症について、吸入と飲泉による抑制効果を比較検討した。マウスにラドン吸入または飲泉させた後、オキソン酸カリウムを投与して高尿酸血症を誘導した。この結果、吸入と飲泉のいずれもキサンチンオキシダーゼ活性が抑制され、血清尿酸値の上昇も有意に抑えられた。また、ラドン吸入では肝臓と腎臓の抗酸化機能の亢進がみられた。高尿酸血症の抑制効果には、ラドン吸入では抗酸化機能の亢進が、飲泉では温泉水中の化学成分による薬理作用がそれぞれ寄与していることが示唆された。

口頭

機械学習による低線量放射線と関連薬剤の効能比較

神崎 訓枝; 片岡 隆浩*; 小橋 佑介*; 石田 毅*; 柚木 勇人*; 迫田 晃弘; 石森 有; 山岡 聖典*

no journal, , 

今までに、低線量放射線により抗酸化機能などが亢進し、各種酸化ストレス関連疾患が抑制されることを明らかにしてきた。他方、同様の疾患に対して抑制効果の高い植物などの抽出物に関する研究も進んでいる。このため本研究では、我々の成果を含む関連文献を収集・整理し総合的な効能比較を目的としたデータ解析を行った。その結果、例えばカラゲニン誘導足浮腫に関して、2000Bq/m$$^{3}$$ラドンの24時間吸入(低線量放射線)や20mg/kg体重tetaxeren-3-one(diospyros maritimaの成分)の投与は、10mg/kg体重indometacinの投与に相当することが出力マップから読み取れた。上記所見などはデータ数も少なくまだ検討が必要であるが、今後の各種酸化ストレス関連疾患の治療に役立つ知見と言える。

口頭

酸化ストレス疾患に対するラドン吸入と関連薬剤投与の抑制効果の比較検討

神崎 訓枝; 片岡 隆浩*; 小橋 佑介*; 石田 毅*; 柚木 勇人*; 迫田 晃弘; 石森 有; 山岡 聖典*

no journal, , 

各種酸化ストレス疾患に対しラドン吸入は抑制効果の可能性の高いことを報告してきた。今までの機械学習を用いたこれら文献を含むデータの解析では総合評価としたため、基準として対照群を0、疾患群を1と設定した。しかしながら、その効果は疾患の特性により様々であった。このため本研究では、疾患毎のデータ解析法により検討した。その結果、酸化ストレス疾患に対するラドン吸入と薬剤投与の抑制効果をより詳細に比較できた。

口頭

平衡等価ラドン濃度の簡便なスポット測定方法

迫田 晃弘; 神崎 訓枝; 田中 裕史

no journal, , 

ラドンの被ばく評価において重要なのは子孫核種濃度であり、平衡等価ラドン濃度の情報が望まれる。本研究では、平衡等価ラドン濃度のスポット測定を対象に、簡便な評価手法を検討した。子孫核種の個別濃度比を仮定せずに、1回のアルファ線計測から平衡等価ラドン濃度に換算可能な検量線を導出した。既存のラドン子孫核種測定器との結果比較も行い、本評価手法の妥当性も評価した。

口頭

曖昧な低線量放射線影響の評価に向けた機械学習によるビジュアライズ手法の提案

神崎 訓枝; 迫田 晃弘; 片岡 隆浩*; 山岡 聖典*

no journal, , 

低線量放射線の曖昧な生体影響評価は、基本的な統計手法や機械学習を用いても容易ではない。本研究では、このような影響の評価手法の確立を目的とし、機械学習の一種である自己組織化マップの改良を行った。具体的には、(1)似通ったトポロジーを持つクラス毎に、自己組織化マップによって、入力データを学習させた参照ベクトルを作成する。(2)得られた参照ベクトルすべてを自己組織化マップによって再解析する。この手順で、ベンチマークと低線量放射線に関するデータセットを解析したところ、複雑なトポロジーやデータ分布にも対応できることがわかった。

口頭

Modeling and visualization for characteristics extraction of mutations by radiation using machine learning

神崎 訓枝; 島田 幹男*; 柳原 啓見*

no journal, , 

DNA損傷の修復エラーが生じた場合に、そのDNA損傷は突然変異として残存し、発がん等の原因となる。被ばくによってどのような突然変異が起こるかは、放射線の種類や細胞の種類に依存することが報告されているが、まだ完全には明らかになっていない。つまり、放射線による突然変異の特徴把握は放射線生体影響を知る上で重要である。本研究では、種々の放射線による突然変異の特徴を把握するためのデータ解析手法構築の基礎的検討を行うことを目的とする。演習用のデータセットは、既存の論文データを参考にして作成した。データはトランジションまたはトランスバージョンの6種類の点突然変異、挿入、欠失の8つの項目に対する各突然変異率を持たせた。本実験では、機械学習の一種で、非線形のデータ解析について低次元されたマップによる視覚的表現が優れていると言われている自己組織化マップ(SOM)を用いて、クラスタリングによる特徴抽出と予測を行い、主成分分析等の類似の多変量解析法と比較検討した。SOMの出力マップ上では、似通ったデータが近くに配置され、データ各々の突然変異の種類毎の特徴を一目で把握できるよう分類可能であることがわかった。

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