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論文

Increase in cell motility by carbon ion irradiation via the Rho signaling pathway and its inhibition by the ROCK inhibitor Y-27632 in lung adenocarcinoma A549 cells

村田 和俊*; 野田 真永*; 尾池 貴洋*; 高橋 昭久*; 吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 大野 達也*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 高橋 健夫*; et al.

Journal of Radiation Research, 55(4), p.658 - 664, 2014/07

 被引用回数:15 パーセンタイル:60.96(Biology)

ヒト肺がん細胞A549株のRhoシグナル伝達経路を介した遊走能に対し、炭素線照射が及ぼす影響を解析した。照射48時間経過後、炭素線照射したA549細胞の遊走能は大きくなり、遊走突起の形成も増加した。この遊走能の炭素線照射による増加は、X線照射後のそれと類似していた。ウェスタンブロット解析の結果は、照射した細胞がP-MLC2-S19タンパク質発現を増加させている一方で、MLC2タンパク質ファミリー全体の発現量に変化がないことを示した。ROCKタンパク質阻害剤であるY-27632の細胞への投与は、このP-MLC2-S19タンパク質の発現増加を抑制し、遊走能を低下させた。これらの結果より、ヒト肺がん細胞A549細胞への炭素線照射は、細胞遊走能をRhoシグナル伝達経路経由で増加させており、それはROCKタンパク質阻害剤で抑制されることが明らかとなった。

論文

Effectiveness of carbon-ion beams for apoptosis induction in rat primary immature hippocampal neurons

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:37.34(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 ${it in vitro}$ 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 ${it In Vitro}$ (DIV), the cells were irradiated with 140 kV X-ray and 18.3 MeV/amu carbon-ion beams (LET = 108 keV/$$mu$$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.

論文

脳正常組織の放射線感受性に関する研究

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 $$^{12}$$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 $$^{12}$$C-irradiation on immature neurons was about 6 times higher than that of X-irradiation. In organotypic slice culture, X- and $$^{12}$$C-irradiation induced the remarkable morphological change, especially, in the external granule cell layer. The effect of $$^{12}$$C-irradiation was about 2 times higher than that of X-irradiation.

口頭

小脳培養切片におけるX線と炭素線の生物学的効果の比較

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。

口頭

脳正常組織の放射線感受性に関する研究

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$$sim$$2.5と推定された。

口頭

培養ラット未熟神経細胞における、アポトーシスを指標とした炭素線の生物学的効果比に関する検討

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0$$sim$$30Gy, 220MeV炭素線0$$sim$$10Gy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。

口頭

Relative biological effectiveness value of carbon ion beam to X-ray on immature hippocampal neurons in vitro

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。

口頭

Growth cone collapse assay approach to examine sensitivity of cell neurons to carbon beams

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 $$^{12}$$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.

口頭

培養ラット未熟神経細胞における、アポトーシスを指標とした炭素線の生物学的効果比に関する検討

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0$$sim$$30Gy, 炭素線0$$sim$$10Gy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。

口頭

Neuronal sensitivity to carbon beams; Approach using growth cone collapse assay

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 $$^{12}$$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.

口頭

RBE of carbon beams on neurons; Approach using growth cone collapse assay

Al-Jahdari, W. S.*; 鈴木 義行*; 吉田 由香里*; 浜田 信行*; 岡本 雅彦*; 野田 真永*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 中野 隆史*

no journal, , 

At the 19th JASTRO meeting, we showed that growth cone collapse (GCC) assay can be useful in radiobiological investigations. Here, we used the GCC assay to determine RBE of carbon beams on neurons. Dorsal root ganglia (DRG) and sympathetic ganglion (SYMP) were isolated from day-8 and day-16 chick embryos. Then, neurons were exposed to doses of X-rays, or high-LET $$^{12}$$C ions. Neuronal morphological changes were examined by GCC assay. Apoptosis was examined using TUNEL assay. Irradiation 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). Using GCC, the linear regression revealed that the carbon beams' RBE at day-8 neurons ranged 4.2- 4.6. Whilst, at day-16 was 3.3 to 3.4. For apoptosis induction, the RBE at day-8 neurons ranged 3.7-4.1, whereas at day-16 ranged 4.2 and 3.7. Conclusions: The carbon beam was 3.3-4.6 fold more effective to induced GCC and apoptosis than X-rays Day-8 is more radiosensitive than day-16 neurons.

口頭

Increase in cell motility by carbon ion irradiation via the Rho signaling pathway and its inhibition by the ROCK inhibitor Y-27632

村田 和俊*; 野田 真永*; 尾池 貴洋*; 高橋 昭久*; 吉田 由香里*; 鈴木 義行*; 大野 達也*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 高橋 健夫*; et al.

no journal, , 

本研究では、Rho情報伝達経路を介したヒト肺がん細胞A549株の細胞遊走能に炭素イオン照射が及ぼす影響を明らかにすることを研究の目的とした。細胞遊走能の定量はwound-healingアッセイを、細胞表面突起の形成の評価はFアクチン染色を用いた。細胞生存率はWST-1アッセイを用いて定量し、MLC2タンパク質の発現量および同タンパクセリン19残基のリン酸化量の定量にはウエスタンハイブリダイゼーション法を用いた。炭素イオン照射したA549細胞における照射効果をこれらの方法で解析した結果、炭素イオン照射が、A549細胞の遊走能をRho情報伝達経路を介して増加させる一方で、Rho結合キナーゼ阻害剤によりその照射効果が抑制されることが明らかになった。

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