30 0 0 0 低線量・低線量率放射線のヒトへのリスク決定要因に関する基礎的研究
1. 異なる線量率(0.57Gy/分〜0.0002Gy/分)で発生腫瘍の異なる2系統のマウスC3H/HeJ,C57BL/6Jに、6週齢より7日間隔で4回Co-60ガンマ線を照射(総線量2Gy,6.8Gy)し、腫瘍発生における線量-線量率効果係数(DDREF)を求めた。その結果、(1) 低線量率照射により、全腫瘍および固型腫瘍発生の遅延(両系統2および6.8Gy)と白血病発生に顕著な線量率効果が認められた。DDREFは6.8Gy照射で20〜40、2Gy照射で約2であった。(2) 固型腫瘍については、全固型腫瘍発生率でみるとC57BLマウスで線量率効果を認めるが、C3HマウスではDDREFは1に近かった。しかし、卵巣腫瘍が高発するため、卵巣腫瘍およびC57BL/6Jマウスに自然発生する細網肉腫を除外したが、傾向は変わらなかった。臓器別にみると、肺、乳腺、下垂体腫瘍に線量率効果が認められ、DDREFは2〜3(両系統)であった。2. X線、^<60>Coγ線、^<252>Cf中性子線による胎児死、奇形、がん、突然変異の同一個体検出をPTHTF_1法を用い行った。X線では、いずれも明確な線量率効果を認めた。また、^<252>Cfによる突然変異とがん発生のRBEは、^<60>Coγ線とX線に対し、いずれも6〜9であった。3. DNA二重鎖切断欠損培養細胞と野生型培養細胞を用いた、^<60>Coγ線による細胞致死効果の線量率効果は、大部分が二重鎖切断の修復によるものだが、一部それ以外のプロセスがある。4. 微量放射能によるヒトでの遺伝子変異の調査:チェルノブイリ事故による放射能被曝者(放射性物質除去作業者、汚染地域住民など)の血液採取し、白血病早期発見のため、WT1遺伝子発現の定量と分子レベルでの遺伝子変異の高感度検出法の開発を行った。
15 0 0 0 OA 放射線および化学物質の直接人体影響とそのメカニズム
放射線、化学物質の人体の直接影響とそのメカニズムについて、我々のヒト臓器・組織長期維持システム(Super-SCID マウス)を用い、がん等ヒト疾患組織、正常肺組織への直接影響(増殖抑制、遺伝子発現変化)を検出し、これらヒト組織での放射線源(X/ガンマ線、粒子線、重粒子線)による放射線生物効果比を新たに求めるとともに、そのメカニズムについて、炭素線がヒト正常肺に特異的に誘発する遺伝子発現の変化は、ヒト甲状腺組織が中性子線等に特異的に反応した遺伝子群と異なることを明らかにした。極微量TCDDがヒト甲状腺ホルモン分泌を抑制することも明らかにした。
8 0 0 0 OA 放射線、化学物質の継世代的(遺伝的)影響-マイクロサテライト突然変異誘発と疾病
7 0 0 0 微量放射線のヒトおよび生態系におよぼす遺伝的影響
- 著者
- 野村 大成 KRUPNOVA Eve ELISSEEVA Kl 本行 忠志 中島 裕夫 杉山 治夫 ELISSEEVA Klavdiya G. EVELINA V.Kr KLAVDIYA G.E MATSKO Vladi 藤堂 剛
- 出版者
- 大阪大学
- 雑誌
- 国際学術研究
- 巻号頁・発行日
- 1996
1. 汚染地域での土壌・生態系での放射性物質の蓄積とその核種: 汚染地域(ゴメリー、コイニキ、ブラギン)と対照地域(ミンスク)の土壌、植物、野生動物等での放射性物質の測定と核種の同定を行った。殆ど全てが^<137>Csである。チェルノブイリ核施設崩壊後、土壌、水中より放射性降下物は減少していっているのに対し、10年たった現在でも、草木、食用植物(イチゴ、キノコ等)、水棲動物(鯉、カエルなど)など野生動植物への強度の濃縮を認めた。バッタ、トンボ、モグラ、マウスへとより高度の放射性物質の生物学的濃縮がみられた。2. 微量長期汚染の生態系への継世代的影響: 野生のショウジョウバエ、カエル、ハタネズミでの染色体異常の検出を行ったところ、カエル等に事故後10年たった今も、直後とほぼ同じぐらい高頻度に染色体異常が検出された。これは、継世代的影響と考えるよりも、野生動物に高濃度の放射能が残存(濃縮)しているためと考えた方がよい。3. 生物学的影響の実験研究: 粉末化した野イチゴ、キノコなどの食物を飼料に混ぜてショウジョウバエ幼虫を飼育し、ショウジョウバエ翅毛突然変異検出を行った。赤イチゴで、有意に体細胞突然変異が検出された。4. ヒトでの遺伝子変異の調査: 放射能被曝者(放射性物質除去作業者、汚染地域住民など)およびその子供(約200名)の血液より単核球を採取し、白血病早期発見のため、WT1遺伝子発現の定量と分子レベルでの遺伝子変異の検出を行った。被曝者56名中血液症状を有した者28名中16名に異常に高いWT1遺伝子の発現がみられ、白血病高リスク群であることを示唆した。血液症状を呈しない被爆者28名中7名にも軽度のWT1の発現がみられたが、ミンスク在住正常人にも同じ傾向がみられた。しかし日本人49名や、日本在住のコーケシアン26名には全くWT1の異常値がみられず、今後の課題となった。
1.ヒト臓器・組織の長期継代維持:手術、検査後の残余ヒト甲状腺組織、骨髄細胞の譲渡を受け、改良SCID(重度複合免疫不全)マウスに移植、長期維持し、放射線照射を行った。2.放射線誘発ヒト甲状腺障害:頭頚部癌患者(約60才)由来ヒト正常甲状腺では、照射線量の増加とともに濾胞の消失と壊死がみられた。k-ras,p53,c-kit,β-catenin,RET遺伝子の変異は、非照射、10-20Gy照射では認められず、24-65Gy照射で、11例中6例にp53,c-kitの突然変異が誘発された。(1)若年者高感受性:Graves病若年患者(20才)由来の甲状腺100片を移植し、^<137>Csガンマ線(1Gy)を毎週照射した。病理的変化に加え、ヒト甲状腺ホルモン分泌は、9Gy以上照射で有意に低下した。^<131>I(0.5MBq)投与群でも同じであった。遺伝子変異は、6-16Gy照射で、p53およびc-kitに突然変異が計27.3%に発生した。^<131>Iを投与した20例では、1例にのみβ-catenin遺伝子の突然変異が誘発された。(2)線量率効果:^<137>Csガンマ線を高線量率(1.1Gy/min)照射で18例中6例にc-kit、p53遺伝子の突然変異が検出されたのに対し、低線量率(0.4mGy/min)照射群14例には、突然変異は全く検出されなかった。また、GeneChipを用い、8500個の遺伝子の発現異常についても、線量率効果が認められた。(3)核分裂放射線:原子炉中性子線0.2Gy照射で、多くの遺伝子の発現異常が検出された。3.放射線誘発骨髄障害と治療:^<137>Csガンマ線2Gyを照射した改良SCIDマウスにヒト正常骨髄細胞を移植することにより長期生存(不死)を得た。ヒト骨髄移植1ヶ月後に^<137>Csγ線0Gy、0.5Gy、1.0Gy、2.0Gyを照射し、マウス骨髄中ヒトCD3陽性細胞は、それぞれ38.0、32.3、25.4、2.7%と減少した。CD20、CD33陽性細胞も同じ傾向を示した。
5 0 0 0 核分裂放射能によるヒト臓器・組織障害の発生機構
1.ヒト臓器・組織置換マウスの作製と維持:IgG、IgM値が検出限度以下のC57BL/6J-scid等を大量生産し、ヒト甲状腺、骨髄、肺、胎芽組織片等の長期継代維持を行った。2.核分裂放射能の影響:(1)近畿大学原子力研究所原子炉UTR-KINKI(熱出力;1W,炉心分の熱中性子;最大10^7n/cm^2・sec程度)を用い、照射SCIDマウス体内での正確な中性子線、ガンマ線被曝線量を得た。(2)ヒト甲状腺、肺組織を移植したSCIDマウスに中性子線1回0.2Gyの照射を7日毎に6回および4回繰り返した。ヒト甲状腺、肺組織ともに、ρ53,K-ras, c-kit,β-catenin、RET、bak、BRAF遺伝子の変異は得られていない(γ線11-33Gy急照射では、20例中8個のP53,c-kitの突然変異が有意に発生したが、緩照射では0であった)。また、GeneChipを用いた遺伝子発現異常の解析(8,500遺伝子)をヒト甲状腺とヒト肺組織において4回照射1週間後に行ったところ、甲状腺で59.7、肺では11.5個の遺伝子で4倍以上の変化がみられた。3.放射性ヨード(^<131>I)の影響:0.5MBq/マウスのI-131投与を週1回繰り返した。37週以上群で18例中6個の突然変異が誘発された(p53,β-catenin)。0.06〜0.5MBq/マウス1回投与でも25-51.5個の遣伝子発現異常がみられ、強い影響を確認できた。4.チェルノブイリ核施設崩壊事故被曝者にWT1遺伝子の発現異常が有意に検出された。白血病発生のとの関連が2例にみられた。被曝者F_1のマイクロサテライト変異の調査も行った。5.放射線障害防護実験:ガンマ線による発生異常、白血病に対し、担子菌菌子体由来物質の有意な予防効果をみつけた。以上、当初計画どおりの成果を得た。
5 0 0 0 OA チェルノブイリ放射能汚染シミュレーションによる継世代的遺伝毒性と発癌のリスク推定
チェルノブイリ原発事故以来、低レベル放射能汚染地域に生活するヒトへの遺伝的影響が懸念されている。ヒトへの影響研究の代替法として放射能汚染地のシミュレーション実験を行い、0、10、100Bq/mlの^<137>CsCl水を8カ月間給水し続ける低レベル放射能汚染環境下での内部、外部被曝マウスにおける腫瘍形成性とゲノムストレスへの影響を検討した。その結果、10、100Bq/ml各群で遺伝子切断頻度は有意に上昇したが、小核試験、ウレタン誘発による肺腫瘍発生頻度、増殖速度では、対照群との間に有意な差が認められなかった。
3 0 0 0 OA 放射線の生体影響を理解するための数理モデルの重要性—もぐらたたきモデルとその後の進展—
- 著者
- 真鍋 勇一郎 衣川 哲弘 和田 隆宏 田中 聡 角山 雄一 中島 裕夫 土岐 博 坂東 昌子
- 出版者
- 公益社団法人 日本アイソトープ協会
- 雑誌
- RADIOISOTOPES (ISSN:00338303)
- 巻号頁・発行日
- vol.69, no.7, pp.243-252, 2020-07-15 (Released:2020-07-15)
- 参考文献数
- 30
放射線の生体影響は様々なデータが蓄積している。しかしながらそれらの定量的,体系的な理解が不足している。我々は数理モデルによる理解を進めて来た。現在までの研究の進展と今後を展望したい。また,分野横断研究の必要性についても述べたい。
- 著者
- 中島 裕夫
- 出版者
- Journal of Radiation Research 編集委員会
- 雑誌
- 日本放射線影響学会大会講演要旨集
- 巻号頁・発行日
- vol.2011, pp.166, 2011
東日本大震災により発生した福島原発事故は広範囲の放射能汚染を引き起こした。この汚染状況については近々文科省・大学連携調査による詳細な汚染マップが作成されることになっているが、この汚染がどれくらい続くかの予測は非常に難しく実際には時間経を待たなければ正確にはわからないのが現状である。しかし、今後の除染作業や避難指定期間などを検討する上では重要な因子の1つと考えられることから、<SUP>137</SUP>Csの生体内動態を調べるとともに今までに報告されているデータを基に福島原発事故汚染地域に棲息する動物を中心とした当初の生態学的半減期の推測を試みた。<BR>【方法】<B>生体内動態</B>1.マウスに1kBq/g体重の<SUP>137</SUP>CsCl水を単回経口投与した群、10ならびに100Bq/mlの<SUP>137</SUP>CsCl水溶液を8ヶ月間自由摂取させた群において<SUP>137</SUP>Csの摂取条件(高濃度急性、低濃度慢性摂取)のちがいによる<SUP>137</SUP>Csの経時的体内動態の差異を調べた。2.植物葉の汚染状況の経時的変化を調べ、動物の摂取状態と摂取量の変化を予測した。<BR><B>生態学的半減期の推測</B> 今までに得られている1960年代の大気圏内核実験ならびに1986年のチェルノブイリ原発事故による日本への放射性降下物に由来する<SUP>137</SUP>Csホールボディーカウントの半減期(Uchiyama,M. et al.1996)、ノルウェー(Jonsson,B. et al. 1999)とイギリス(Smith,JT. Et al. 2000)の湖のマス体内の<SUP>137</SUP>Cs量の半減期、以前、本学会で報告した1997年から2005年におけるチェルノブイリ汚染地域動物体内の<SUP>137</SUP>Cs減少率(Nakajima,H. et al. 2006)などのデータを基にして、今後、新たに放射性物質の広範囲な放出がないという条件で福井原発汚染における当初の生態学的半減期(動物体内)の推測を試みた。<BR>【結果】生態系での初期では葉表面に付着した降下<SUP>137</SUP>Csを直接摂取する形で大量の<SUP>137</SUP>Csを体内へ取り込んだと考えられ、時間の経過と共に雨などで洗い流された<SUP>137</SUP>Csが土壌に浸透し、植物等の根からの吸引により植物体内へ移行したものを摂取していると考えられる。また、<SUP>137</SUP>Csの生態学的半減期(動物体内)は、おおよそ1.5年と推測された。
1.マウス胸腺リンパ球Apoptosisの放射線感受性を決定する優性および劣性遺伝子群:凍結切片を用い微量放射線(0.01-0.5Gy)によるApoptosisを鋭敏に検出する方法を開発した。この方法を用い、中程度の放射線感受性を示すN4系マウスと抵抗系のC3H/HeJマウスとの遺伝交配により、単純にメンデル遺伝する1つの優性遺伝子(Apo-1)があることを証明した。従来のlinkagetestに加え、PCR法を用いた染色体標識遺伝子(マイクロサテライト)による全染色体マッピングを行った。その結果、第4染色体に連鎖を認めた。更に、高感受性のC57BL/6Jマウスと抵抗性C3H/HeJマウスのRecombinant inbred(RI)マウス(BXH)を用い、2つの劣性遺伝子(apo-2,3)を見つけ、マッピングを行い第9染色体Mod-1、第12染色体Ighの近傍に存在することがわかった。2.胸腺リンパ球の集団自決機構:本来、胸腺リンパ球のApoptosisは単一の細胞死によるとされていたが、本法により一定数の細胞が集団で死亡することを判明した。この集団死は、2時間後には観察され、4時間でピークに達する。12時間を過ぎると死細胞は排除され、単一の死細胞が散在して観察されるため、誤解されていたのかもしれない。また、胸腺の器官培養により放射線誘発Apoptosisは、低温処理およびcyclophosphamideで抑制されることがわかった。3.リンパ性白血病との関係:マウスリンパ性白血病発生に関する放射線感受性にも系統差が見られ、Apoptosis高感受性マウス系統は白血病高感受性であることを証明した。しかし、RIマウスを用いて検討したところ、異なる遺伝子によることが判明した。
電離放射線のヒトへの継世代的遺伝リスクを、人類の通常の被曝形態(低線量・低線量率による被曝)で調べるのが本研究の目的である。チェルノブイリ核施設崩壊による被曝は、人類が放射線曝露を受ける被曝形態そのものである。共同研究者K.G.Yelisseeva博士により被曝者群(ベラルーシ共和国に居住し事故後、除洗作業に携わった父親とその配偶者および子供から構成されている家族)、非被曝者群(同国内の非汚染地区に居住している家族で被曝者の子供と年令、性別をマッチさせた子供をもつ家族)のリンパ球を冷凍保存し、大阪大学医学部放射線基礎医学講座で保存している。遺伝リスクの検出には、マイクロサテライト変異検出系を試みた。リンパ球は約10^7個まで培養増殖させた後DNAを抽出し変異を検出した。最終的に変異検出可能な対象としてのF1子孫は、被曝者群62人、非被曝者群85人である。用いたマイクロサテライトは常染色体由来21、X染色体由来1、Y染色体由来19種である。マイクロサテライト変異頻度(/locus/gamate)は、被曝者群、非被曝者群について、常染色体由来が0.64%(12/1858)と0.80%(19/2362)で統計学的にも差はみとめられない。Y染色体由来については、被曝者群、非被曝者群で、0.44%(3/675)と0.23%(2/835)で被曝者群で変異頻度が高い傾向がみられたが、有意差はない。被曝者群については、父親の精細胞の照射時期から分類すると、F1子孫はspermatogonia期40、post spermatogonia期22人である。両精子期についての、変異頻度はpost spermatogonia期におけるほうが低い頻度であった。
2 0 0 0 OA チェルノブイリシミュレーション実験による多世代低線量率慢性内部被曝の子孫への影響
1 0 0 0 OA LNT再考 放射線の生体影響を考える
- 著者
- 真鍋 勇一郎 中村 一成 中島 裕夫 角山 雄一 坂東 昌子
- 出版者
- 一般社団法人 日本原子力学会
- 雑誌
- 日本原子力学会誌ATOMOΣ (ISSN:18822606)
- 巻号頁・発行日
- vol.56, no.11, pp.705-708, 2014 (Released:2020-02-19)
- 参考文献数
- 15
マラーのショウジョウバエの実験以後,放射線のリスクは,総線量で決まることが示され,LNT(直線しきい値なし(仮説))が放射線防護の基礎となった。しかしながら,後にラッセルらによって,線量率効果の存在が示された。これらの異なった種に対する結果を,統一的に理解し,それをヒトまで援用する手法として数理モデルを提案する。更にスケーリング則を導入すると,様々な種の実験データを統一的に理解できる。これは放射線リスク評価に新しい知見を加えるだろう。
半径60Kmのゾーン内(立ち入り規制汚染地域)にある低汚染地区(ベラルーシ共和国、ゴメリ地区バブチン村)および高汚染地区(同、マサニ村)で棲息する動物体内ならびに植物内に事故後19年を経た現在にどれくらいの^<137>Csが残存しているか、現地調査を行った。採集した試料は、ネズミ、モグラ、カエル、バッタ、トンボ、甲虫類、葉、樹木、小果実および土壌で、それぞれの汚染地区で各種につき3個体以上の採集を試みた。そして、井戸型ゲルマニウム半導体検出器にて、^<137>Csのβ壊変により生成する^<137m>Baのγ線スペクトルの崩壊数を3000秒間(放射能の低いものについては更に適宜最高643000秒まで)測定し、試料のグラム当りのBq(ベクレル)算出を行った。その結果、依然として低汚染地区に比して高汚染地区の試料の方が2〜20倍高い^<137>Cs含量を示し、20年近く経た今日でも低汚染と高汚染地区間での汚染の平均化は起こっていない事がわかった。また、前回1997年の我々の測定値と比較すると、同種間において約8年の間に有意な^<137>Cs含量の減少が確認された。バッタ、カエル、マウス、モグラの1997年に対する2005年の^<137>Cs残存率は低汚染地区でそれぞれ、2.20、0.99、1.23、2.70%で、高汚染地区での同バッタ、カエルも2.07、1.95%とほぼ同じ残存率であった。不撹乱土壌における^<137>Csの浄化半減期が24年とされているが、本調査から動物体内のクリアランス半減期が1.511年と算出され、実際は24年より短い可能性が示唆された。新しく開発した、H2AXヒストン蛋白のリン酸化部位(γH2AX)を蛍光抗体で検出する二本鎖DNA切断端検出法を高汚染地区のマウス固定臓器で試みた。しかしながら、今回の試料処理工程の条件下ではDNA障害量の差異をフォーカスシグナルの発現量で検出することはできなかった。