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
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。
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。
1 0 0 0 OA HZEおよび宇宙放射線の遺伝的影響
- 著者
- 池永 満生 吉川 勲 古城 台 加藤 由美子 綾木 歳一 梁 治子 石崎 寛治 加藤 友久 山本 華子 原 隆二郎 Ikenaga Mitsuo Yoshikawa Isao Kojo Moto Kato Yumiko Ayaki Toshikazu Ryo Haruko Ishizaki Kanji Kato Tomohisa Yamamoto Hanako Hara Ryujiro
- 出版者
- 宇宙開発事業団
- 雑誌
- 宇宙開発事業団技術報告 = NASDA Technical Memorandum (ISSN:13457888)
- 巻号頁・発行日
- pp.306-338, 1994-10-20
HZE(高エネルギー重荷電粒子)および宇宙放射線の遺伝的影響を調べるため、ショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)の成虫雄と幼虫をスペースシャトル/エンデバー号(STS-47)に搭載し、雄の生殖細胞(精子やその元となる精原細胞など)に起こる伴性劣性致死突然変異と、幼虫の翅原基体細胞に起こる染色体のつなぎかえによる突然変異を調べた。用いた系統は、標準的な野生株(Canton-S)と放射線高感受性株(mei-41)である。各系統で、成虫雄は200匹ずつ、幼虫は約6000匹ずつを搭載し宇宙環境に曝すとともに、ほぼ同数を地上対照群として、宇宙飛行群と同じ環境条件(温度と湿度)で飼育した。宇宙飛行は約8日間であった。帰還した雄のハエは、伴性劣性致死突然変異を調べるため、検出用系統の処女雌に交配し、次々世代で致死遺伝子を保有しているX染色体を検出した。宇宙飛行群の致死遺伝子をもった染色体頻度は、地上対照群の頻度に比べて、野生株では2倍、放射線高感受性株では3倍高かった。幼虫は、帰還時にほとんどが蛹になっており、翌日より徐々に羽化が始まった。羽化した成虫は、順次70%アルコールで貯蔵し、後に翅標本を作成して、染色体突然変異由来の翅毛変異スポットを調べた。野生株では、宇宙飛行群と地上対照群の頻度は、ほぼ同じであった。放射線高感受性株から分離してくるMuller-5個体における頻度は、地上対照群に比べて宇宙飛行群では、1.5倍高かった。しかし、放射線高感受性個体における宇宙飛行群の頻度は、地上対照群に比べて有意に低い頻度を示した。地上対照群に比べて、宇宙飛行群の劣性致死突然変異の高頻度は、生殖細胞において、放射線と微小重力の突然変異誘発作用への相乗効果を示唆している。しかし、この相乗効果は、体細胞の染色体突然変異誘発作用に対しては観察されなかった。
1 0 0 0 発癌性突然変異を考える--マウスとショウジョウバエを中心に
ロシア連邦小児放射線防護研究センター(センターと略す)が実施しているチェルノブイリ原発事故による汚染地域住民とその子ども(約97000人)の健康診断、治療データおよび野村によるマウス継世代影響研究試料を、臨床、病理学的、分子遺伝学的に調査し、放射線被ばくと未来世代における健康との相関を調査・研究した。1. 放射線被ばくの次世代に及ぼす健康影響調査:被ばく住民およびその子孫におけるがん、先天異常、その他の疾病ついて、センター研究者の協力を得て調査を開始し(野村、連携研究者;振律、吉田、研究協力者;センター・Baleva, Sipyagina, Karakhan, Potrohova, Saakyan)、被ばく住民の子供には小児特有のがんの上昇が初めて見られた。マウス実験においても、原子炉放射線により、マイクロサテライト突然変異が誘発され、5GyのX線を♂マウスに1回照射したことにより、次世代以降にがん、発生異常を好発した2系統の34~54代目マウスを調べたところ、マイクロサテライト突然変異がほぼ全例に蓄積していることを発見した(非照射マウスでは2%以下)(野村、梁、足立)。国際学会発表、国際誌共同発表を行った。また、10月にモスクワ、3月に大阪において共同研究集会を行った。2. 分子レベルでの継世代影響調査:被ばく住民の家族から末梢血を採取をセンター研究協力者が開始した。次世代シークエンサーIon Torrentのシステムに対応した試薬を用いてシークエンスライブラリーを作製し、Ion PGMにてシークエンスを行えば、変異を特定するために十分なデータ量が得られる見込みであることがわかった(笠井、梁、足立、野村)。また、マイクロサテライト変異、遺伝子発現変化とがん遺伝子変異の検出についても、当研究所において解析する。実施内容についてはすでに当研究所の倫理委員会の承認済である。
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。