第章

1電中研の取り組み

第1章
原子力技術研究所

低線量放射線研究センター

原子力技術研究所

電中研の取り組み ● 目

次副センター長

上席研究員

酒井一夫

低線量放射線研究センター

主任研究員

星裕子

１−１

低線量率放射線照射のために …………………………………………………………………………………………… 9

１−２

連携研究体制の強化 ……………………………………………………………………………………………………… 13

１−３

低線量放射線研究センターの設置 ……………………………………………………………………………………… 15

酒井 一夫（1999 年入所）
高線量放射線、温熱などによるストレス蛋
白、DNA 損傷についての知見を活かし、低線量率放射線による生体影響研究を精力的にプロモートしている。低線量率放射線に対して生物が巧妙に応答する事例を「線量・線量率マップ」で目に見える形で示すことを提唱している。

8星裕子（1993 年入所）
低線量放射線の生物影響解明のために酵母や細胞といったレベルでの放射線感受性についての研究を経て、現在はマウスを用いて発がん抑制に関わる低線量率放射線の影響解明実験に従事している。様々な分野の方との交流を通して研究の成果を分かり易く伝えることの重要性を再認識中である。

１−１

低線量率放射線照射のために低線量の放射線による生物影響に着目してから最初の10 年は、主に X 線を線源としたいわゆる高線量率・低20°10（m）線量が用いられてきた。このことにより、それまで知られていた高線量放射線によって引き起こされる生体応答

9830°7とは異なるユニークな生体の応答が低線量放射線により起こることが数々発表されてきた。これによって、興味はさらに、線量率の低い、低線量率・低線量での応答に640°512.4 m4広がってきた。私たちヒトを含む生物は、意識せずとも14.8 m3

自然放射線と呼ばれる少量の放射線をいつでも受けている。この放射線は、年間平均（世界）で 2.4 mSv とい137Csう線量になる。これは、いうまでもなく極低線量率の放射線である。私たちヒトが放射線を受けるのは、事故などのように一度に高線量率で受けるもの、Ｘ線診断に代1.8 m表されるそれよりも低い線量・低い線量率の医療による8.7 mもの、そしてこの自然放射線によるものである。私たちが放射線による影響を考えるとき、自然放射線に近いも図1-1-1

照射室内平面図ののそれよりは高い線量率での被ばくにより何が起こっているのかを知ることが、通常生活している私たちへの影響を探る方法であると考えた。

1-1-1

低線量率放射線長期照射室

低線量率放射線長期照射施設

これまでの低線量放射線生物影響研究は X 線を線源とした高線量率・低線量が主体であった。低線量率放射前室 更衣室エアシャワー

線の影響を見るには、低線量率で照射し、なおかつある程度の期間照射し続ける場が必要である。そのため、低洗浄室

実験室

線量放射線研究センターでは、実験動物等に、長期にわＸ線照射室飼育室B

たって低線量率の放射線を照射することのできる低線量実験室（1）率放射線長期照射室を構築した（図 1-1-1）。低線量飼育室A率放射線照射施設は、この低線量率放射線長期照射室のほかに、Ｘ線照射室、マウス飼育室を備えている（図図1-1-2

低線量率放射線照射施設平面図1-1-2）。
低線量率放射線長期照射室は、図 1-1-1 に示すようにさらに、同一の線源を使用して、線量率の異なる実験9 m × 12 m（高さ 5 m）の広さで遮蔽のために 60 cm のを平行して行うために、照射野は線源を中心とした扇状厚さのコンクリートに囲まれている。37GBq と 370GBqにマウスの飼育棚を設置するような配置を取っている。の Cs − 137 を線源として備え、どちらか一方を用いる

線源格納容器の照射口は横方向に角度がついているので、（現在は 370GBq を使用中）。この線源からの距離によっ左右 40 °までが照射野となっている。て線量率を変化させて使用することを想定している。

この照射室の特徴は、前述のように線源からの距離に電中研レビュー No.53 ● 9

よって線量率を変えることができる点にある。このことによって、0.35 − 3.0 mGy/hr の線量率域を同時に使用している。もうひとつの特徴は、飼育室自体が低線量率の放射線を照射し続けることのできる照射室になっていることにある。照射室をかねていることから、通常のマウス飼育に用いられるような金属性飼育棚ではなく、遮蔽と散乱を極力抑えるために木材とプラスチックを主材料とした飼育棚を用いている。そのため、照射飼育室内の線量分布のばらつきは約 10 ％以内におさえられ、均一性が保たれている（図 1-1-3）。また、マウス以外に細胞を被照射体として用いるために照射野にはプラスチックを主材料にしたインキュベータを設置している（図1-1-4）。これにより、細胞も長期にわたって低線量率放射線を当て続けながら培養することができる。
また、Ｘ線照射室に設置されている照射装置は最大320kV での X 線発生が可能であり、これまで用いていた 150kV のもの（別実験室に設置）とあわせることに
図 1-1-5
同じ距離での線量率の平均値

X線照射装置線源からの距離＋10％0.30
mGy/hr−10％より、用いることのできる線量率域がさらに広がった10m（図 1-1-5）。これにより、大線量の放射線を当てる場合にかかっていた時間を短縮することも可能となった。

0.54mGy/hr＋10％7m−10％＋10％1.0
mGy/hr

−10％＋10％−10％3.0
mGy/hr5m

大 1800 匹程度のマウスを飼育することが可能となっている。

3m線源

図1-1-3

これらの施設の中では、照射室、飼育室あわせて、最1-1-2

照射室内の線量評価

照射野内の線量率のばらつき

放射線による生体影響を調べるときに、重要なことのひとつに線量評価がある。低線量率放射線の影響を明らかにすることを目的とする研究ではこれまで行われてきた放射線影響研究に比較して、照射期間が長くなっている。そのため、動物飼育に関わる器具などによる放射線の吸収・遮蔽・反射、あるいは、実験動物自体の姿勢や位置の変化によって動物が受ける放射線量が変動することも考えられる。そのため、実験動物の体内に線量計を埋め込み、動物の動きに伴う体内での吸収線量を実測する方法が有効であると判断した。従来、動物体内の吸収線量の測定には、大きさの制約から熱ルミネッセンス線量計（TLD）が用いられることが多かった（2 − 5）。しか
図1-1-410

照射野内のインキュベータとマウス飼育棚しながら、熱ルミネッセンスという性質上、フェイディ

１．ガラス線量計本体
２．測定時に用いるカプセル外観（GD-301）
2mm

0018.5mm
ID no.

図 1-1-6

PLD

25000

10.5mm線量（μGy）

1.5mm

30000

ガラス線量計

20000

15000

10000

ングが大きく、長期の測定には向かないといった欠点が5000あった。これに比べ、改良された銀リン酸塩ガラスからなるガラス線量計（図 1-1-6）にはこのフェイディング

024.5 45.5（6 − 8）がなく、ばらつきも小さいとの報告がある。その測照射時間（hr）

定原理は、吸収した放射線のエネルギー量に応じて蛍光中心が形成され、紫外線励起によるガラスからの蛍光量

図1-1-7が変動する。その蛍光量を測ることにより吸収放射線量を定量するものである。我々は、このガラス線量計で低ガラス線量計により測定されたマウス
体内における吸収線量のばらつき○、●は２回の実験での各マウスにおける線量を示す

線量率放射線長期照射施設および X 線照射装置によるマウス、細胞の照射実験における吸収線量を測定評価しても、ほぼ直線関係が認められた。これにより、ガラスた。

線量計による線量測定においてはフェイディングが少な

リン酸蛍光ガラス線量計（旭テクノグラス）のうち、小型のもの（GD − 301 type）を用いた（図 1-1-6）。また、X 線測定には低エネルギー線源用としてエネルギーく、長期の線量測定にも使用可能であることが示された。
実際の照射野の線量評価は、このガラス線量計を用いて行った。

補償 Sn フィルタ（3 mm × 1.5 mm）を装着した。麻酔

電離箱による照射線量は、長期照射設備完成時

下で清浄な線量計をマウス腹腔内に埋め込み、照射の後（1998.11）に室内に何もない状態で、照射野の数箇所線量計を摘出した。

（床上 1.5 m）について測定された。ガラス線量計での測まず、線源から 10 m の位置に設置した飼育棚で、ひ定は、照射実験が開始された後、空間線量として、線量とつのケージにつき５匹ずつ飼育した。24.5、46.5 時間計をマウス飼育棚のアクリル戸（床上 1.51 m）の外側に照射を行い、マウス腹腔内から取り出したガラス線量計設置し、測定した。その結果、これらの測定による値はより吸収線量を読取った。その結果、図 1-1-7 に示すと測定時からの減衰を換算するとよく一致した（1）。このとおりガラス線量計においては同条件のマウス５匹間の吸きの低線量率放射線長期照射室の線源から３、５、７、収線量にばらつきが小さいことが示された。また、照射10 m の位置におけるガラス線量計により測定された吸（9）期間を変えて線量測定を行った。すなわち、ガラス収線量率は 3.5、1.2、0.66、0.35 mGy/hr であった。

線量計を２本ずつマウス腹腔内に埋め込み、１ケージに急性の低線量照射で用いる X 線照射装置 MBR-320R５匹飼育し、それぞれ１、３、８、24 時間、あるいは（図 1-1-5）でのマウス体内における吸収線量を測定し１、２、７、30 日照射した時点で１匹ずつ非照射野にた。本 X 線照射装置では被照射体位置での照射線量を移し、24 時間、あるいは 30 日後にすべての線量計をマ設定し照射を行う。このとき、照射時間が表示されるのウスから回収し、線量の測定を行った。この結果、短期で、ガラス線量計で測定された線量とこの照射時間より照射（24 時間、図 1-1-8a）において照射時間と吸収線線量率を算出した。この結果、ガンマ線照射と同様に照量の間には完全な比例関係が認められた。また、2 本の射線量と比較すると、マウス腹腔内での吸収線量は線量計はほぼ同じ線量を示し、ここでもばらつきの小さ71 − 79 ％になることが明らかとなった。

さが示された。長期照射（30 日間、図 1-1-8b）におい

低線量率放射線照射室には、細胞に照射しながら培養

電中研レビュー No.53 ● 11a）b）

6250

線量（μGy）

2004150
1002500061218

照射時間（hr）

24005101520253035

照射時間（day）

図1-1-8 照射時間とガラス線量計により測定されたマウス体内における吸収線量の関係a）24時間まで（短期）の照射におけるマウス体内の吸収線量。各測定ポイントは２匹のマウスの体内にそれぞれ埋め込んだ線量を示すが、すべてのポイントで二つの値はほぼ同値を示しマークが重なっている。
b）30日間（長期）の照射におけるマウス体内の吸収線量するために CO2 インキュベータを線源から 5 m の位置に当センターに設置されている各種の照射装置はこれまで設置されている（図 1-1-4）。このインキュベータ内にカバーしきれなかった範囲をカバーしうることが線量測225 cm の培養フラスコを並べてフラスコ内での吸収線量定の結果より明らかとなり、低線量率域での幅広い線量を測定した。実験の際は、インキュベータの上段（床上率での照射が可能であることが示された。さらに X 線80 cm）と、下段（床上 57 cm）を使用した。その結果、照射装置を用いることで約 1.5 Gy/min（90 Gy/hr）の照

インキュベータ内における線量率は 0.80 − 1.18 mGy/hr射も可能である。また、細胞への照射についてはこれまであり、ほぼ均一な線量率であることを確認した。

で不可能であった継代しながらの照射（今回実験に用い低線量放射線、あるいは低線量率放射線の生物影響研たインキュベータでは 1 mGy/hr 程度の線量率）が可能

究において要求されている線量・線量率の範囲は広いが、となり、放射線生物研究の新しい展開が期待されている。

これまで報告された線量・線量率の範囲は限られてきた。

12１−２

連携研究体制の強化

電力中央研究所では、低線量放射線の影響研究に取り連携研究は、多岐にわたる低線量放射線研究の分野を組み始めた初期の段階から、外部研究機関との連携体制カバーする上で重要な位置を占め、その成果は 1999 年を取ってきた。1993 年には、本格的なプロジェクト研の第 11 回国際放射線研究会議（ダブリン）におけるサ究を開始し、共同研究のプロモートと研究のコーディテライトミーティングの開催、2003 年第 12 回同会議ネートを進める体制を確立した（表 1-2-1）。これまで（ブリスベン）におけるシンポジウムの開催、日本放射に連携を行ってきた機関は 30 を超える（表 1-2-2）。こ線影響学会における低線量ワークショップの開催など、の中には、カナダのオタワ大学や、チョークリバー研究低線量研究のネットワークの拡充にも貢献してきた。

所など国外の研究機関も含まれている。

表1-2-1

1993年に開始された低線量放射線の生物影響に関する連携研究プロジェクト

１．発がん抑制効果の検証（１）細胞がん化とその抑制（２）抗がん効果と免疫活性（３）がん抑制遺伝子の活性

長崎大・薬
東北大・医
奈良県立医大

渡邉教授
坂本教授
大西教授

大阪市立大学・医
倉敷成人病センター
愛媛大・医井上教授
内海所長
植田教授

京都教育大
東北大・医

生島教授
小野教授

横浜市立大・医短
東京歯科大
東邦大・医
産業医大
大阪府立大・先端研
東大・RIセンター
長崎大・医
岡山大・医

松原教授
木崎教授
山田教授
法村教授
米澤助教授
井尻助教授
奥村教授
森教授

長崎大・医奥村教授

２．老化抑制効果の検証（１）代謝酵素活性と関連遺伝子（２）活性酸素病態軽減効果（３）大脳細胞の老化と関連物質
３．遺伝子損傷修復機構活性の検証（１）DNA の損傷とその修復（２）体細胞の突然変異
４．生体防御機構活性の検証（１）化学的生体防御機構の活性化（２）細胞の自爆死（３）細胞交代機能活性と神経系（４）免疫機能活性とその機構（５）放射線抵抗性の獲得（６）腸組織の活性化現象（７）老化促進マウスの応答（８）生体膜の代謝調整
５．疫学調査（１）長崎被災者の疫学調査

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表1-2-2

その後の低線量放射線生物影響研究連携体制（所属および肩書きは連携時のもの）

分子・細胞レベルの解析
放射線によって誘発される長寿命ラジカルに関する研究
名古屋大・工 宮崎助教授
低線量放射線に対する細胞の応答と細胞内情報伝達に関する研究
京都大・放射線研究センター 佐々木教授
p53 を介した低線量放射線に対する細胞応答と影響発現の制御
奈良県立医科大 大西教授
低線量放射線の連続照射による免疫疾患の改善効果東京理科大・薬 小島教授
低線量放射線による EGF 受容体の活性化の機構解明
東京大 疾患生命工学研究センター 細井助教授
低線量による細胞膜からの細胞内情報伝達系の活性化と放射線応答における役割
京都大・原子炉実験所 渡邉教授
放射線によるＴ細胞白血病誘発に関する感受性の解析
英国放射線防護庁 Bouffler部長
個体レベルでの解析
マウスにおける突然変異誘発を指標とした線量率効果
産業医科大・医 法村教授
低線量放射線による放射線抵抗性の獲得の機構解明
大阪府立大 先端科学イノベーションセンター 児玉教授
大阪府立大 米澤教授
低線量・低線量率放射線照射によるⅡ型糖尿病改善効果の機構解明と加齢に及ぼす影響評価
低線量放射線の健康リスクに関する実験研究
産業創造研究所 川上部長
低線量放射線に対するダンゴムシの行動・ショウジョウバエの発生、分化に関する研究
微量放射線照射の中枢神経系への影響
東邦大・医 宮地助手
低線量放射線による p53 変異マウスにおける発がんおよび突然変異の抑制
チョークリバー研究所 Mitchel主任研究員
疫学調査
原爆被爆者の発がん・がん死亡統計におけるしきい値
三朝ラドン温泉適応症の機構に関する基礎検討ラドン温泉熱気浴時の線量推定
高自然放射線地域住民の疫学調査

長崎大・医 三根助教授
長崎大・医 奥村教授
岡山大・医 山岡教授
放射線医学総合研究所 山田グループリーダー
体質研究会 菅原理事長

データベース構築
低線量・低線量率放射線リスク評価のための動物発がんデータ集約データベースの構築
オタワ大学 Duport教授

14

１−３

低線量放射線研究センターの設置

電力中央研究所では、それまでの低線量放射線影響研

流部門では研究の成果および関連情報を、キャラバン活究の成果を踏まえ、その重要性を再認識するとともに、動、ホームページ、データベースなどを駆使して発信し、放射線と人類との関わりがますます重要になることを見専門家および一般への情報発信活動を展開している（3-3

据えて、2000 年 10 月に低線量放射線研究センターを設参照）。

立した。
低線量放射線研究センターは研究部門と情報発信・交流部門とからなる。研究部門では、（１）低線量放射線の影響の正しい理解、（２）放射線防護基準の見直し、および（３）医療への適用可能性の探索、を研究の柱（図 1-3-1）に設定し、低線量率放射線長期照射設備を駆使して、動物個体、組織・細胞および分子・遺伝子のレベルで独自の研究を進めている。また、外部研究機関との連携ネットワークの拠点として、低線量放射線の生物作用の正確な理解とその応用につながる情報の収集に努めている（図 1-3-2）。
研究部門に加え、情報発信・交流部門を併設したことが LDRC の大きな特徴のひとつである。情報発信・交図1-3-2

図1-3-1

低線量放射線研究センターの研究目標

低線量放射線研究センターの機能とその展開

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