研究成果
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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（継世代影響と遺伝子変異に係る実験）
被ばくした親から産まれた子孫における継世代影響を動物実験により明らかにするため、低線量率(0.05 mGy/22時間/日、1 mGy/22時間/日、20 mGy/22時間/日)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、非照射対照群の仔・孫とともに終生飼育し、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た。
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6,200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/22時間/日照射群で平均出産仔数（仔(F1)マウス数）及び仔(F1)マウスの平均離乳仔数に統計学的に有意（p＜0.05）な減少が認められた。寿命に関しては、20 mGy/22時間/日照射群の親世代オスマウスにおいては約60日の、その仔(F1)世代オスマウスにおいては約40日の、それぞれ非照射群に比べ統計学的に有意（p＜0.05）な短縮が認められた。また、病理学組織的検索では、親世代オスマウス、仔(F1)世代および孫(F2)世代マウスの死因の種類、発生腫瘍の種類、さらにそれらの頻度を解析した結果、20 mGy/22時間/日照射群親世代オスマウスにおけるハーダー腺腺腫（p＜0.05）の有意な発生率上昇以外、実験群間および世代間で有意な差は見られなかった。
遺伝子変異解析では、上記の実験で死亡したマウスの尾部組織から抽出・精製したDNAを用いてオリゴ
アレイCGH法による一次スクリーニングを行った。その結果、20 mGy/22時間/日照射群の仔111匹中24匹、0.05 mGy/22時間/日照射群の仔46匹中5匹、非照射対照群の仔140匹中16匹で、それぞれ新規変異の可能性が高い領域が検出された。ここから計算すると、新規突然変異の頻度は20 mGy/22時間/日照射群では22％、0.05 mGy/22時間/日照射群では11％、非照射対照群では11％と推定され、20 mGy/22時間/日照射群で有意に高かった（p＜0.05）。20 mGy/22時間/日照射群、0.05 mGy/22時間/日照射群では１匹中に5カ所以上の変異がある「高頻度変異マウス」が見つかったが、非照射対照群ではそのような変異を示すマウスは見つからなかった。さらに、この「高頻度変異マウス」の変異のいくつかは体細胞分裂中に起きたことが推測された。
- 報告詳細
- 6.1.1 低線量率ガンマ線連続照射オス親マウスの仔・孫への影響 -病理学的検索-(246KB)
- 6.1.2 低線量率ガンマ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-(447KB)
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、抗腫瘍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。
抗腫瘍活性を定量的に把握するために移植腫瘍を用いた。この腫瘍に対する免疫機能活性を調べると、低線量率（20 mGy/22時間/日）γ線を長期間連続照射したマウス（B6C3F1）では低下していることをこれまでに明らかにしたが、さらに本解析では、この低下をもたらす要因を明らかにするための調査を行っている。具体的には、人工的な操作を加えた腫瘍細胞を、照射及び同日齢非照射対照マウスそれぞれに移植した時の生着率の違いや、マウス免疫細胞の遺伝子発現の違いを比較している。調査4年目の平成25年度は、低線量率1.0 mGy/日γ線長期照射マウスでは有意ではないが移植腫瘍生着率の亢進傾向が認められること、また0.05mGy/日での長期照射では何の影響もみられないことが明らかとなった。さらに、血液細胞におけるケモカインレセプター遺伝子の発現解析において、移植腫瘍の生着率亢進にはケモカインレセプターCcr5遺伝子の発現低下が大きく関わっている可能性を支持する結果が得られた。
脂質代謝機能への影響に関しては、低線量率（20 mGy/22時間/日）γ線連続照射メスマウスに観察される血清レプチンの増加や脂肪組織重量の増加を伴う体重増加の発生機序に、連続照射による卵巣障害が関与することを明らかにするために実験調査を行っている。調査4年目の平成25年度には、20 mGy/22時間/日のγ線を9週齢から集積線量が0.1、0.5、1、1.5 Gyに達するまで連続照射したメスマウスの体重変化を調べたところ、集積線量の増加に反比例してより若い週齢で非照射対照メスマウスに対して体重増加が認められることが分かった。一方、0.1 Gy照射メスマウスでは、70週齢現在非照射対照メスマウスとの間に体重の差異は認められていない。また、1 mGy/22時間/日、10 mGy/22時間/日、20 mGy/22時間/日γ線を9週齢から連続照射したメスマウスの体重増加が起こる時期を調べた結果、10 mGy/22時間/日照射メスマウスでは47週齢時に、20 mGy/22時間/日照射メスマウスでは33週齢時に非照射対照メスマウスに対して体重増加が認められることが分かった。一方、1 mGy/22時間/日照射メスマウスでは、50週齢現在非照射対照メスマウスとの間に体重の差異は認められていない。
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修復に関連する遺伝子の変化との関係を明らかにすることを目的として、照射マウスにおける腫瘍（悪性リンパ腫、白血病、肝腫瘍等）の発生とこれに関係した寿命短縮について調査を行っている。
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B6C3F1マウスにおける寿命短縮が、放射線により発生する活性酸素種に起因している可能性を検討するため、長期連続照射中にN-アセチルシステイン（抗酸化剤）を投与する実験を行った。その結果、低線量率γ線長期照射による寿命短縮が、N-アセチルシステイン投与によって部分的にではあるが打ち消されることが判明した。
また、低線量率長期連続照射により腫瘍が早期に出現するのではないかという仮説を立て、これを確認するためB6C3F1メスマウスを用い、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、卵巣萎縮並びに肝臓の脂肪変性等の非がん病変及び悪性の肝腫瘍や肺腫瘍は早期に発生していたが、良性の肝腫瘍、肺腫瘍及び悪性リンパ腫は発生が早期化していないことがわかった。
さらに、上記の経時的病理検索において、肝腫瘍の血清マーカータンパク質として用いることができるもの、すなわち肝腫瘍を発症したマウスで血清中の濃度が変化するタンパク質として、アルファフェトプロテインに加え、アルファ1－Bグリコプロテインを同定した。
低線量率放射線による白血病発症機構の解明を目指して、400日間の連続照射を行った時のB6C3F1オスマウスにおける骨髄造血幹細胞での経時的な遺伝子発現変化の解析を行った。造血幹細胞は、照射開始後200日、300日、400日、500日（照射終了後100日）に非照射対照と比べ数が有意に少ないが、照射初期の細胞数減少期の遺伝子発現プロファイルからは、高線量率照射の場合に特徴的なアポトーシスによる細胞死が起こっていることは示唆されなかった。低線量率放射線長期連続照射の造血幹細胞への影響は高線量率放射線とは異なる可能性が考えられる。
- 報告詳細
- 6.3.1 低線量率ガンマ線連続照射マウスにおける悪性リンパ腫誘発と寿命短縮に対するNACの効果(314KB)
- 6.3.2 低線量率ガンマ線連続照射マウスにおける悪性リンパ腫等病変発生の早期化の確認 -病理学的解析-(453KB)
- 6.3.3 低線量率ガンマ線連続照射マウスにおける悪性リンパ腫等病変発生の早期化の確認 -血清中のタンパク質を指標とした解析-(256KB)
- 6.3.4 低線量率ガンマ線連続照射マウスの造血幹細胞の遺伝子発現プロファイルの解析(1058KB)
7. 生物学的線量評価に関する調査研究
本調査（Ⅰ期およびⅡ期）においては、3つの低線量率（20mGy/日、1mGy/日、0.05mGy/日）の放射線でマウスを長期連続照射した際に脾臓細胞で見られる染色体異常（転座型異常、二動原体型異常）の頻度および染色体異常を持つクローンの頻度について解析を進めてきた。25年度には、最も低い線量率である0.05 mGy/日の照射群の各ポイントについて、新たに4個体の染色体解析を行い、データを追加した。かなりのデータが集積したので、統計解析を行った。まだ最終的なものではないが、これまでに得られた結果の中で最も重要なものをあげると、以下のようになる。
- (1) 転座型染色体異常は、長期にわたる照射の期間にあまり失われることなく累積していくので、低線量率放射線の影響を評価するのに極めて適した鋭敏な指標と考えられる。
- (2) この転座型異常は、20mGy/日および1mGy/日の長期連続照射の場合、線量／照射日数の一次（線形）の関数として増加する。これは急照射の場合に二次の関係になるのと対照的である。
- (3) 0.05 mGy/日の照射の場合、放射線による転座型異常の増加は、加齢等非照射群でも自然に起こる変化や個体間のばらつきなどを超えて検出されるようなレベルのものではないようである。クローンを構成する染色体異常の解析からも、非照射対照群と0.05mGy/日照射群の類似性が示唆される。
上記(3)に関しては、異常の頻度が極めて低いため、最終的な結論とするためには、次年度（最終年度）に予定しているさらなるデータの蓄積が必要である。