研究成果
受託事業の概況(2) ＜＜前ページ
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6. 低線量放射線の生物影響に関する調査研究
6.1 低線量放射線生物影響実験調査（継世代影響とその遺伝子変異に係る実験）
低線量率放射線の長期間連続照射による継世代影響を明らかにするため、低線量率(0.05 mGy/22時間/日、1 mGy/22時間/日、20 mGy/22時間/日；以下それぞれ0.05 mGy/日、1 mGy/日、20 mGy/日と表記)γ線を約400日間連続照射（総線量はそれぞれ20 mGy、400 mGy、8000 mGy）したC57BL/6Jオス親マウスを同系非照射メス親マウスと交配し、仔(F1)を得、さらにその仔同士の交配によって孫(F2)を得て終生飼育するとともに、非照射対照群の仔・孫も同時に終生飼育し、繁殖データ、死亡マウスの寿命、死因、発がん及び遺伝子変異等を調べている。
オス親マウス（各群180匹）への照射は6回に分けて行い、これまでに6回分全ての照射を終了した。3世代全て（総数約6,400匹）の繁殖データを収集するとともに、全ての死亡個体について病理学的検索及び遺伝子解析用組織試料の凍結保存を行った。
その結果、繁殖データに関しては、20 mGy/日照射群で平均出産数（仔(F1)マウス数）及び仔(F1)マウスの平均離乳数に統計学的に有意な減少が認められた。寿命に関しては、20 mGy/日照射群の親世代オスマウス及びその仔(F1)世代オスマウスにおいて、非照射群に比べ統計学的に有意な寿命短縮が認められている。また、死因の種類、発生腫瘍の種類及びその頻度に関しては、親世代オスマウス、仔(F1)世代及び孫(F2)世代の雌雄マウスのいずれにおいても照射及び非照射群間に有意な差は見られていない。
遺伝子変異解析では、上記の実験で死亡したマウスのうち859匹の凍結尾組織からゲノムDNAを抽出・精製した。これまでに20 mGy/日照射群のオス親、非照射メス親各12匹とその仔マウス66匹、非照射対照群のオス親、非照射メス親各18匹とその仔マウス103匹、合計229匹分のゲノムについてオリゴマイクロアレイCGH法による遺伝子変異解析を行い、仔マウスゲノムに新たに生じた変異のスクリーニングが終了した。その結果、20 mGy/日照射群の仔マウス21匹のゲノムから85カ所、非照射対照群の仔マウス15匹のゲノムから19カ所、それぞれ新規変異の可能性が高い領域を検出した。推定される新規変異の頻度は20 mGy/日照射群では1世代あたり1.29カ所、非照射対照群では１世代あたり0.18カ所で、20 mGy/日照射群で有意に高かった。このうち、20 mGy/日照射群で検出された3カ所の新規変異について塩基配列を決定した。
- 報告詳細
- 6.1.1低線量率γ線連続照射オス親マウスの仔・孫への影響 -病理学的検索-(139KB)
- 6.1.2 低線量率γ線連続照射オス親マウスの仔･孫への影響 -生殖細胞突然変異の検索-(481KB)
6.2 低線量放射線の生体防御機能に与える影響調査
低線量率放射線の長期間連続照射による生体防御機能への影響を明らかにするため、移植腫瘍に対する免疫機能への影響と脂質代謝機能への影響について調査を行っている。
移植腫瘍に対する免疫機能への影響に関しては、低線量率(20 mGy/日)γ線を約400日間連続照射したマウス(B6C3F1)では、移植した同系マウス由来の腫瘍（卵巣顆粒膜細胞腫）細胞の生着率が有意に亢進することを昨年度報告した。この生着率亢進の要因を明らかにするため、低線量率(20 mGy/日)γ線を約400日間連続照射(集積線量8000 mGy)したマウス及び同日齢の非照射対照マウスの末梢血細胞からそれぞれ抽出したRNAを用いて、腫瘍に対する免疫細胞応答に関わる遺伝子の発現量を比較した。その結果、Ccr5 等免疫系の調節に関わるいくつかのケモカインレセプター遺伝子の発現が低線量率γ線長期連続照射マウスで有意に低下していることが見出され、ケモカインレセプター遺伝子の発現低下が移植腫瘍細胞の生着率亢進の原因のひとつである可能性が示唆された。
脂質代謝機能への影響に関しては、低線量率(20 mGy/日)γ線を連続照射したB6C3F1メスマウスでは、早期の閉経（卵母細胞の枯渇）と有意な体重増加（組織の脂肪化）がほぼ同時期に認められることを昨年度報告した。この閉経の誘発と体重増加に照射開始時期（週齢）と集積線量の違いが及ぼす影響を明らかにするため、低線量率(20 mGy/日)のγ線を9週齢あるいは30週齢から、いくつかの異なる集積線量(1.5～8.0 Gy)に達するまで連続照射したメスマウスで閉経と体重増加の始まる時期（週齢）を調べた。その結果、30週齢から連続照射を開始したマウスでは、9週齢から連続照射を開始したマウスと比較して少ない集積線量でも閉経と同時期に同等程度の体重増加をすることが分かった。また、9週齢から2.5 Gy未満の線量に達するまで連続照射をしたマウスでも、2.5 Gy以上の線量を照射したマウスよりも時期は遅れるが、閉経誘発及び体重増加が認められた。以上より、低線量率(20 mGy/日)のγ線連続照射で誘発される閉経の早期化と体重増加は、照射開始時期及び集積線量に依存することが明らかになった。
- 報告詳細
- 6.2.1 低線量率γ線連続照射マウスの移植腫瘍細胞に対する応答の解析(583KB)
- 6.2.2 低線量率γ線連続照射による閉経誘発と体重増加に集積線量、照射開始週齢が及ぼす影響(178KB)
6.3 低線量放射線のDNA修復関連遺伝子に与える影響調査
低線量率放射線の連続照射による発がんとDNA修復系遺伝子への影響を明らかにするため、悪性リンパ腫と白血病について調査を行っている。
悪性リンパ腫に関しては、前調査で、低線量率(20 mGy/日)γ線を長期間連続照射したB6C3F1マウスに生じた悪性リンパ腫の一群(A群)では細胞増殖に関与する遺伝子群の発現が増加していることとミスマッチ修復等のDNA修復系遺伝子群の発現が低下していることがわかっている。今回の遺伝子発現解析によりA群に分類した悪性リンパ腫は、早期に悪性リンパ腫で腫瘍死したマウスに有意に多いことが確認された。
また、寿命試験（平成7年度～平成15年度）で認められた低線量率(21 mGy/日)γ線長期連続照射マウスの早期の腫瘍死は、低線量率長期連続照射により腫瘍が早期に出現することによるのではないかという仮説を立て、これを確認するため、低線量率(20 mGy/日)γ線長期連続照射B6C3F1マウスについて、照射開始時（56日齢）から100日おきに700日目まで経時的に病理学的検索を実施した。その結果、肝腫瘍等は早期に発生していたが、悪性リンパ腫は早期に発生していないことがわかった。また、腫瘍死の主な原因と考えられる悪性リンパ腫に特異的に出現する細胞表面抗原、並びに悪性リンパ腫を発生したマウスに特徴的にみられる血清タンパク質の探索を行った。マウス胎仔線維芽細胞(MEFs)の培養液中に照射マウスから採取した血清を添加した後にMEFsの遺伝子発現解析を行う方法を用いることで、照射群において悪性リンパ腫を発生したマウス（担がんマウス）では、非照射群において悪性リンパ腫を発生したマウス（担がんマウス）と比べて、細胞増殖に関与するMYCの転写活性を増加させる生理活性物質が有意に多く血清中に存在していることが推測された。このことは、照射群に生じた悪性リンパ腫は増殖が速いことを示唆する。
白血病に関しては、寿命調査で用いたマウスと同系のB6C3F1マウスに低線量率(20 mGy/日)γ線の照射開始(56日齢)後、100日目、150日目、200日目、300日目、400日目に骨髄と脾臓から造血幹細胞など分化段階の異なる細胞をフローサイトメトリーで分取して、1個体あたりの細胞数を調べたところ、造血幹細胞多能性前駆細胞数とリンパ球系共通前駆細胞数は照射開始後150日目から400日目まで長期間にわたり非照射群のマウスよりも有意に減少した。同様に1 mGy/日の低線量率連続照射でも、照射開始後、200日目で造血幹細胞、多能性前駆細胞とリンパ球系共通前駆細胞数は非照射群と比べて有意に減少した。このリンパ球系共通前駆細胞数の減少は低線量率照射群でリンパ性白血病が出現することと関係するかもしれない。
- 報告詳細
- 6.3.1 悪性リンパ腫の発生時期とそれを調べる指標の探索 -病理学的解析-(222KB)
- 6.3.2低線量率γ線連続照射マウスにおける悪性リンパ腫等腫瘍の早期発生の確認 -血清中のタンパク質を指標とした解析-(241KB)
- 6.3.3 低線量率γ線連続照射マウスに生じた白血病におけるDNA修復系遺伝子変異と遺伝子発現量の変化の解析－低線量率γ線連続照射がマウスの造血幹細胞系列に与える影響－(255KB)
7. 生物学的線量評価に関する調査研究
ヒトの低線量率・低線量放射線長期被ばく時の生物学的線量評価のために、染色体異常頻度を指標とした評価法を確立するための情報を得ることを目的としている。
Ⅰ期調査で用いた線量率(20 mGy/日)の1/20(1 mGy/日)及び1/400(0.05 mGy/日)のγ線をそれぞれC3Hマウスに最大720日間長期連続照射し、脾細胞に見られる転座型染色体異常頻度等と線量および線量率との関係を調べた。1 mGy/日の低線量率照射では、転座型染色体異常頻度は125 mGyから600 mGyまで線量が増えるとともにほぼ直線的に増加した。1 mGy/日と20 mGy/日の20倍異なる線量率照射による転座型染色体異常頻度の線量効果関係はほぼ同じであった。0.05 mGy/日の照射群と非照射群の異常頻度には、現在のところ差がみられていない。一方、非照射群の転座型染色体異常頻度は356日齢までは殆ど増加しなかったが、565日齢からは加齢と共に急に増加した。
さらに、非照射群と比べて、照射群では線量率が高くなるほどクローンの出現時期が早くなるとともに、クロ―ンを形成する染色体異常の種類も非照射群において15番染色体の異常が多くみられ、非照射群と照射群では異なる傾向があることがわかった。
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