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横山 須美*; 浜田 信之*; 辻村 憲雄; 欅田 尚樹*; 西田 一隆*; 江崎 巌*; 加藤 昌弘*; 大久保 秀輝*
International Journal of Radiation Biology, 99(4), p.604 - 619, 2023/04
被引用回数：1 パーセンタイル：22.69(Biology)2011年4月、国際放射線防護委員会は、水晶体の職業被ばく限度の引き下げを勧告した。この新しい水晶体線量限度は、これまで多くの国で取り入れられており、また他の国でも規制実施に向けた議論が盛んに行われている。日本では、2013年4月に日本保健物理学会(JHPS)、2017年7月に放射線審議会で議論が開始され、2021年4月に新しい水晶体線量限度が規制実施されることになった。その経験を共有するために、日本での状況をまとめた論文を、2017年初頭までに入手可能な情報に基づく第1論文、2019年初頭までに第2論文と、順次発表してきた。本稿(シリーズ3回目)では、新たな水晶体線量限度の規制実施、審議会の意見を踏まえた関係省庁の最近の議論、安全衛生管理体制の構築過程、水晶体線量モニタリングと放射線安全に関するJHPSガイドライン、認可事業者の自主対策、水晶体線量校正方法の開発、原子力作業者の水晶体被ばくと水晶体への生物影響に関する最近の研究など、2022年半ばまでに入手できる最新の情報に関して検討することを目的とするものである。
平戸 未彩紀*; 鬼澤 美智*; 馬場 祐治*; 芳賀 芳範; 藤井 健太郎*; 和田 真一*; 横谷 明徳*
International Journal of Radiation Biology, 99(1), p.82 - 88, 2023/01
被引用回数：2 パーセンタイル：24.28(Biology)The electronic properties of DNA-related molecules containing Br were investigated by X-ray spectroscopy and specific heat measurement. Our results suggest that the Br atom may not contribute substantially to the LUMO and core-level electronic states of the molecule, but rather to the microscopic states related to the excitation of lattice vibrations, which may be involved in valence electronic states.
佐藤 達彦; 松谷 悠佑; 浜田 信行*
International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics, 114(1), p.153 - 162, 2022/09
被引用回数：6 パーセンタイル：83.07(Oncology)放射線皮膚反応に対する生物学的効果比(RBE)の評価は、粒子線治療やホウ素中性子補足療法(BNCT)の治療計画、及びJCO事故のような中性子を含む緊急時被ばくや宇宙飛行士被ばくの放射線防護指針を決定する際、極めて重要となる。本研究では、マイクロドジメトリに基づく放射線皮膚反応に対するRBE評価モデルを開発し、そのモデルパラメータを過去数10年に渡って発表されてきた細胞実験や動物実験結果より決定した。その結果、細胞実験から推定したRBEは、動物実験から推定した値と比べて低い傾向にあることが分かった。また、開発したモデルを用いて様々な放射線被ばくに対する皮膚反応RBEの平均値及びその誤差範囲を計算した結果、20-30年前に国際放射線防護委員会(ICRP)や米国放射線審議会(NCRP)が評価した値は、最新の実験値とも整合性があることが明らかになった。本成果は、粒子線治療やBNCTの治療計画のみならず、放射線防護に用いる皮膚反応RBEの奨励値を決定する際にも有用となる。
松谷 悠佑; 甲斐 健師; 佐藤 達彦; 小川 達彦; 平田 悠歩; 吉井 勇治*; Parisi, A.*; Liamsuwan, T.*
International Journal of Radiation Biology, 98(2), p.148 - 157, 2022/02
被引用回数：15 パーセンタイル：80.59(Biology)放射線による生物学的効果の研究を計算手法で進める場合、細胞内およびDNAスケールにおいて生体と等価物質である液体水中の各原子相互作用を明示的に考慮して、飛跡構造を解析することが重要となる。粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、独自の電子線飛跡構造解析モード(etsmode)ならびに、陽子・炭素イオンを模擬可能な世界的に有名なKURBUCアルゴリズムを使用することで、飛跡構造を詳細に計算できる。本研究では、電子線,陽子線,炭素線に関するPHITSの飛跡構造解析モードについて、物理的な特性(飛程・動径線量・微視的エネルギー付与)を評価し、文献の実験データや他のシミュレーションの文献値と一致することを検証した。また、電子線を対象に、早期の生物影響であるDNA一本鎖切断やDNA二本鎖切断、さらには複雑なDNA損傷であるクラスター損傷の発生数を推定し、電子線の入射エネルギー依存性を評価した。その結果、DNA損傷タイプはナノメートルスケールの電離励起の空間パターンに深く関与し、約500eVの電子線で複雑なDNA損傷の収量が大きくなることを明らかにした。PHITS飛跡構造解析モードの開発や検証並びに放射線生物研究へ応用した本成果は、放射線による生物学的効果の発生メカニズムの解明へ向けた研究を発展させるものである。
佐藤 達彦; 橋本 慎太郎; 稲庭 拓*; 高田 健太*; 熊田 博明*
International Journal of Radiation Biology, 97(10), p.1450 - 1460, 2021/10
被引用回数：7 パーセンタイル：77.21(Biology)確率論的マイクロドジメトリ運動学(SMK)モデルは、粒子線治療(CRT)やホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の生物学的線量を最も精度よく推定できるモデルの一つである。しかし、SMKモデルは、計算時間が掛かるため治療計画システムに導入することは困難であった。そこで、テイラー展開や高速フーリエ変換を用いて単純化したSMKモデルを開発し、それらを原子力機構が中心となって開発している汎用放射線挙動解析コードPHITSに組み込んだ。これにより、SMKモデルに基づく生物学的線量を簡単に短時間で導出可能となり、PHITSを用いたより高度な治療計画システムの開発が可能となった。
横山 須美*; 浜田 信之*; 辻村 憲雄
International Journal of Radiation Biology, 95(8), p.1103 - 1112, 2019/08
被引用回数：9 パーセンタイル：63.25(Biology)In 2011, the ICRP recommended reducing an occupational equivalent dose limit for the lens of the eye. Since then, there have been extensive discussions toward regulatory implementation of such new occupational dose limit. In Japan, the Radiation Council established a Subcommittee in July 2017 to discuss the feasibility of implementing the new occupational lens dose limit. In March 2018, the Radiation Council requested all relevant government ministries and agencies to take necessary actions toward implementation of the new occupational dose limit, considering a series of discussions made by the Subcommittee. According to the currently available information, the new occupational lens dose limit will be implemented into regulations in Japan, most likely in April 2021. Epidemiological and biological studies on radiation effects on the lens and studies on lens dose measurements have been conducted in Japan, some of which have been funded by the Japanese Nuclear Regulation Authority. This paper provides an overview of the recent discussions toward regulatory implementation and the current status of the studies related to radiation exposure of the lens and its effect in Japan.
Cs渡辺 立子; 服部 佑哉; 甲斐 健師
International Journal of Radiation Biology, 92(11), p.660 - 664, 2016/11
被引用回数：2 パーセンタイル：19.71(Biology)本研究では、Csによる内部照射の担い手となるオージェ電子や内部転換電子等の低エネルギー電子のエネルギースペクトルや電子の放出位置の違いが、DNAレベルの微小な標的における線量分布とDNA損傷に与える影響を明らかにするために、電子線のトラックの微視的なシミュレーションに基づいた、線量分布とDNA損傷スペクトル(量や質)の推定を行った。方法としては、細胞集団モデルを標的系として、微視的なトラックシミュレーションを行い、次に、DNA損傷生成モデルに基づいた損傷スペクトルを計算した。計算結果を解析したところ、オージェ電子線等によるDNA損傷のスペクトルには、外部照射(
線照射)の場合と比べて大きな差が生じないことが示され、内部照射は外部照射と比べてDNA損傷が起きやすいということはないという結果が得られた。
甲斐 健師; 横谷 明徳; 鵜飼 正敏; 藤井 健太郎; 渡辺 立子
International Journal of Radiation Biology, 92(11), p.654 - 659, 2016/11
被引用回数：10 パーセンタイル：68.36(Biology)We performed a fundamental study of deceleration of low-energy electron ejected from water to predict clustered DNA damage formation involved in the decelerating electrons in water using a dynamic Monte Carlo code included Coulombic force between ejected electron and its parent cation. The decelerating electron in water was recaptured by the Coulombic force within hundreds of femtosecond. We suggested that the return electron contribute to modification of DNA damage because the electron will recombine to electric excited states of the parent cation, or will be prehydrated in water layer near the parent cation in DNA. Thus effect of the Coulombic force plays a significant role in evaluation of DNA damage involved in the electron deceleration in water.
横田 裕一郎; 舟山 知夫; 武藤 泰子*; 池田 裕子; 小林 泰彦
International Journal of Radiation Biology, 91(5), p.383 - 388, 2015/05
被引用回数：10 パーセンタイル：64.63(Biology)本研究ではバイスタンダー効果の線量及び線質依存性と関連する分子メカニズムを調べるため、線あるいは炭素イオンビームで照射したヒト線維芽細胞を非照射細胞と共培養した。その結果、照射細胞に曝露する線量の増加につれて非照射細胞の生存率は低下し、一酸化窒素(NO)ラジカルが酸化して生じる培養液中の亜硝酸イオン濃度は上昇した。それらの線量応答は線と炭素イオンの間で類似していた。また、NOラジカルの特異的消去剤で処理することで非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度は負に相関した。以上の結果から、ヒト線維芽細胞においてNOラジカルが媒介するバイスタンダー効果は放射線の線量に依存するが線質には依存しないことが明らかになった。NOラジカルの産生は線及び炭素イオンが誘発するバイスタンダー効果の重要な決定因子の一つかもしれない。
Autsavapromporn, N.*; Plante, I.*; Liu, C.*; 小西 輝昭*; 宇佐美 徳子*; 舟山 知夫; Azzam, E.*; 村上 健*; 鈴木 雅雄*
International Journal of Radiation Biology, 91(1), p.62 - 70, 2015/01
被引用回数：31 パーセンタイル：93.49(Biology)放射線がん治療の実施にあたり、放射線誘発バイスタンダー効果が治療域周辺の正常細胞に健康影響リスクを及ぼすかどうかは重要な問題である。そこで、本研究では、バイスタンダー効果が誘導された細胞の子孫細胞における有害影響の伝播に、照射した放射線の線質と、ギャップジャンクションを介した細胞間情報伝達機構が果たす役割について解析を行った。実験では、コンフルエントに培養したヒト正常線維芽細胞試料に対し、LETの異なるマイクロビームで、その全体の0.036
0.4%の細胞のみに照射を行い、バイスタンダー効果を誘導した。この細胞を照射後20世代にわたって培養し回収した後に、微小核形成、
遺伝子への変異誘発、及びタンパク質酸化を指標に解析を行った。その結果、バイスタンダー細胞の子孫細胞における有害影響の伝播は、照射した放射線のLETによって違いがあることが明らかになった。
甲斐 健師; 樋口 真理子; 藤井 健太郎; 渡辺 立子; 横谷 明徳
International Journal of Radiation Biology, 88(12), p.928 - 932, 2012/12
被引用回数：1 パーセンタイル：12.53(Biology)We have proposed a simulation method based on the molecular dynamics to understand the role of the Auger effect with irradiation of monochromatic soft X-rays. The dynamics of the free electrons generated with the radiation damage is described by using Newton equation. The photo-absorption ionization, the elastic scattering, the electron impact ionization, and the Auger decay are considered as atomic processes for the radiation damage. Using this simulation method, there is a possibility to understand the time evolution of the DNA damage induced by the radiation in detail. In this study, we have selected a DNA of 30 base pair as the target, and we will discuss the ionization mechanism and the electron dynamics in the DNA damage with the irradiation of monochromatic soft X-rays.
-shell ionization by measuring X-ray absorption near edge structure藤井 健太郎; 福田 義博; 横谷 明徳
International Journal of Radiation Biology, 88(12), p.888 - 894, 2012/12
被引用回数：3 パーセンタイル：24.98(Biology)To evaluate DNA damage caused by irradiation with soft X-rays, we measured spectra of the X-ray absorption near edge structure (XANES) of DNA and nucleotide films exposed to monochromatic soft X-rays. Calf Thymus DNA and nucleotides films were used as samples. Spectral changes in XANES around the N -shell and O -shell were observed as a result of irradiation with 560 eV soft X-rays from beamline BL23SU at SPring-8. The observed spectra show the initiation of the new products and the dissociation of molecular structure of the DNA and nucleotides by the irradiation. Results suggest that the major reactions due to irradiation with soft X-rays are deprotonation of nucleobases and decomposition of furanose rings at DNA deoxyribose sites.
岡 壽崇; 横谷 明徳; 藤井 健太郎
International Journal of Radiation Biology, 88(12), p.884 - 887, 2012/12
被引用回数：4 パーセンタイル：31.96(Biology)これまで、仔牛胸腺DNA薄膜に窒素及び酸素のK殻吸収端近傍のエネルギーの軟X線を照射し、照射中のみDNA中に誘起される短寿命の不対電子種を調べてきた。それは、この短寿命の不対電子が軟X線照射後のDNA変異に大きく寄与していると予想されるからである。この不対電子の挙動を明らかにするため、本研究では不対電子の寿命を見積もることとした。SPring-8のシンクロトロンの異なる2つの運転モード(バンチモード)を選んで軟X線を照射し、不対電子収量の軟X線エネルギー依存性を調べたところ、バンチモードにかかわらず不対電子種のEPRスペクトル形状,
値及び軟X線エネルギー依存性は完全に一致した。これは、どちらのバンチモードにおいても、同じだけの不対電子がEPR測定中に存在していることを示唆している。そこで、軟X線照射によって生成された不対電子が指数関数的に緩和すると仮定し、緩和時間
を変えながら、すべてのバンチで生じる不対電子収量を積算し、2つのバンチモードで等しい不対電子収量になるかどうかを調べた。その結果、仔牛胸腺DNA中に軟X線照射中にのみ生じるこの不対電子種の寿命は、数十から数百マイクロ秒であることが見積もられ、かなり長い寿命を持つことがわかった。
武藤 泰子; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 小林 泰彦
International Journal of Radiation Biology, 88(3), p.258 - 266, 2012/03
被引用回数：12 パーセンタイル：66.54(Biology)The heavy-ion beams for cancer therapy may stimulate immune cells and affect on the immune system. We irradiated immune cells using heavy-ion beams and analyzed changes in production of TNF-
, important cytokines for the cancer treatment. THP-1 macrophages were irradiated using carbon-ion broad-beams. To examine the bystander response after heavy-ion irradiation, a very small fraction of the cell population was irradiated using heavy-ion microbeams. When cells were irradiated with 5 Gy that did not cause severe damage, cytokine levels were reduced after both microbeam irradiation and broad-beam irradiation. TNF- production of macrophages with the nitric oxide (NO) inhibitor-treatment increased after carbon-ion broad-beam. NO was involved in the radiation-induced suppression of TNF- production. The suppression of cytokine production arose after irradiation with heavy-ions, and may also be induced in the surrounding non-irradiated cells via the bystander effect.
佐藤 達彦; 渡辺 立子; Sihver, L.*; 仁井田 浩二*
International Journal of Radiation Biology, 88(1-2), p.143 - 150, 2012/01
被引用回数：20 パーセンタイル：80.69(Biology)高エネルギー放射線の生物学的効果比(RBE)を的確に評価するためには、マイクロドジメトリ量と呼ばれる微視的な空間におけるエネルギー付与を計算する必要がある。そこでわれわれは、巨視的な体系に対してのみ計算可能であった放射線挙動解析コードPHITSに、微視的な空間におけるエネルギー付与を計算する機能を追加した。また、その機能を用いて、粒子線治療の治療効果や宇宙飛行士の宇宙線被ばくリスクを評価する新たなモデルを構築した。本稿では、これらの研究の概要について紹介する。
transgenic 
吉原 亮平; 長谷 純宏; 佐藤 良平*; 滝本 晃一*; 鳴海 一成
International Journal of Radiation Biology, 86(2), p.125 - 131, 2010/02
被引用回数：21 パーセンタイル：80.21(Biology)LETの異なる放射線により高等植物内で誘発される突然変異の特徴を解析するために、シロイヌナズナ内における炭素イオンビーム及び線による変異誘発効果を調査した。変異検出は、遺伝子導入シロイヌナズナを用いた突然変異検出システムを用い、遺伝子内変異の解析を行うこととした。われわれは、208-MeV炭素イオンビームと線を遺伝子導入シロイヌナズナに照射し、変異頻度及び変異スペクトルの解析を行った。その結果、208-MeV炭素イオンビームと線は、シロイヌナズナ種子内で異なる変異誘発効果を示すことが示唆された。
横谷 明徳; 藤井 健太郎; 鹿園 直哉; 赤松 憲; 漆原 あゆみ; 渡辺 立子
International Journal of Radiation Biology, 84(12), p.1069 - 1081, 2008/12
被引用回数：12 パーセンタイル：61.74(Biology)われわれはこれまで軟X線を生体試料に照射することで、DNA損傷過程におけるオージェ効果の寄与の程度を調べてきた。生体中で特定元素が内殻光吸収すると、オージェ効果が誘起され、光電子やオージェ電子が放出される。これらの低エネルギー電子は、分子内・外の他の官能基をさらにイオン化あるいは励起するため、数nm程度の領域に損傷が集中するいわゆる「クラスターDNA損傷」が生じやすいと予測される。これまでに、60keV付近の軟X線が-rayに比べ極めて高頻度の塩基除去修復酵素により認識・除去される塩基損傷を誘発すること、より低エネルギー(数keV以下)の軟X線ではこの頻度が低下することからクラスター損傷の生成が起こっていることなどが示唆された。さらに放射光軟X線ビームラインに設置したEPR装置を用いて、DNAの損傷の前駆体であるラジカル過程を調べた結果についても合せて報告する。
藤井 健太郎; 横谷 明徳; 鹿園 直哉
International Journal of Radiation Biology, 84(12), p.1104 - 1111, 2008/12
被引用回数：6 パーセンタイル：40.09(Biology)DNAを構成する軽元素に内殻光吸収が起こると、光電子及びオージェ電子を放出することで励起緩和する(オージェ過程)。この過程とDNAの鎖切断等の損傷生成の関連を明らかにするため、われわれは放射光を単色化した軟X線をイオン化源として用いることでオージェ過程を特定元素に限定して損傷を調べる研究を科学研究費補助金のテーマとして行っている。DNA薄膜試料に対して軟X線を照射し、生じた主鎖切断及び塩基損傷とこれらを局所的に複数含むクラスター損傷を定量した。その結果、DNA中の炭素や窒素に比べ、酸素のK殻をイオン化した時に最も効率が高いことが明らかになり、オージェ過程が起こる元素に依存して、DNA損傷の生成プロセスが異なるという興味深い知見が得られた。本講演では、DNA損傷の種類とオージェ電子エネルギー及び内殻吸収元素のDNA分子内の位置の関連について詳細に議論する。
赤松 憲; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
International Journal of Radiation Biology, 84(12), p.1082 - 1092, 2008/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Biology)この研究の目的はCo-60線及び超軟X線(USX)によって引き起こされるDNA損傷の違いを明らかにすることである。本研究ではDNA損傷の指標として、塩基遊離,リン酸のある、あるいはない3'鎖切断末端,ピペリジン脆弱性塩基損傷を選んだ。USXのエネルギーは270から560eVの範囲内で4点選択した。切断末端及びピペリジン脆弱性塩基損傷の定量には、ヘビ毒ホスホジエステラーゼ(SVPD)及びアルカリ・ホスファターゼ(CIAP)を用いた方法で行った。その結果、線, USXともに、塩基遊離,全3'鎖切断末端量,リン酸がある3'鎖切断末端量の各々に有意な違いがないことがわかった。しかしながらピペリジン脆弱性塩基損傷部位に関してはUSXの窒素K吸収端のエネルギー近傍(400eV付近)で最も少なくなる傾向が伺えた。このエネルギー近傍では塩基損傷の量が少ないか、あるいはピペリジン耐性の塩基損傷が生じている可能性が示唆された。
He
ion irradiation漆原 あゆみ*; 鹿園 直哉; O'Neill, P.*; 藤井 健太郎; 和田 成一*; 横谷 明徳
International Journal of Radiation Biology, 84(1), p.23 - 33, 2008/01
被引用回数：40 パーセンタイル：91.3(Biology)放射線によりDNAに生じる複雑な損傷の実体を調べるため、水和プラスミドDNAにHeイオンを照射した時の、1本鎖切断(SSB)、2本鎖切断(DSB)及び塩基損傷の収率を調べた。塩基損傷は塩基除去修復酵素処理により新たに生じるSSBとして定量した。その結果、放射線により直接生じる1本鎖切断の収率はHeイオンのLETに依存しなかったが塩基損傷の収率はLETの増加に伴い劇的に減少することが明らかになった。さらにDSB及び酵素処理により生じるDSBの収率の和(総クラスター損傷収率)は、実験で利用した最大のLETを除き、LETの増加に伴って増加した。これらの結果から、放射線のイオン化・励起密度が増すに連れ、修復酵素が処理できない複雑なクラスター損傷の生成頻度が増大することが示唆された。
