6.3.3 低線量率γ線連続照射がマウスの造血幹細胞系列に及ぼす影響
Effect of Continuous Exposure to Gamma-Rays at Low Dose Rate on Murine
Hematopoietic Stem Cell Lineage
廣内 篤久, 田中 聡, 田中 イグナシア III ブラガ, 一戸 一晃, 田中 公夫
生物影響研究部

Tokuhisa HIROUCHI, Satoshi TANAKA, Ignacia Braga-TANAKA,
Kazuaki ICHINOHE, Kimio TANAKA
Department of Radiobiology
Abstract
The origin of radiation-induced leukemic stem cells (LSC) is still unknown and is often a source ofcontroversy in many studies.

Our previous report showed that LSCs in acute myeloid leukemia (AML),

induced in mice exposed to low-dose-rate (LDR) γ-ray exposure for 400 days at a rate of 20 mGy/22h/day,are similar to common lymphoid progenitors, whereas, AMLs induced by acute radiation exposure at 1.0
Gy/min resemble common myeloid progenitors. To determine whether the radiation dose rate (i.e.
high-dose-rate versus low-dose-rate) effect on the origins of radiation-induced leukemias is quantitative orqualitative, 8 week-old male B6C3F1 mice were exposed to a total accumulated dose of 8 Gy at LDRs. Thecomponents of the bone marrow from the humerus and femur of both irradiated and non-irradiated mice
were analyzed at pre-determined intervals within the irradiation period (400 days).

The population ofhematopoietic stem cells in the bone marrow of irradiated mice showed no increase in number after 200days of irradiation and was significantly decreased compared to non-irradiated mice after 400 days ofirradiation. Both multi-potent and common lymphoid progenitors did not show any increase in number after
200 days of irradiation. An increase in the number of common myeloid progenitors was observed in bothage-matched non-irradiated control mice and irradiated mice after 200 days of irradiation. Although a sharp
decline in the number of common myeloid progenitors was seen after 300 days of irradiation, the numbers
gradually returned to original levels 100 days after the radiation exposure was completed. These results
indicate that continuous LDR γ-ray exposure affects the population of the lymphoid progenitors and stem
cells, but not myeloid progenitors.
1. 目的

生に関連していることがすでに報告されていたが低線量率放射線がん遺伝子影響実験調査(平成（Cook et al. 2004）、平成 22 年度の本調査で17 年度～21 年度)では、低線量率•高線量放射線

HDR/HD 誘発白血病の白血病幹細胞は健常な骨髄（LDR/HD）によって誘発されたマウスの白血病球系共通前駆細胞（CMP）と類似していることが（Tanaka et al. 2003, Tanaka et al. 2007）と、高線量明らかになった（Hirouchi et al. 2011）。一方、マ率•高線量放射線（HDR/HD）によって誘発されたウスの LDR/HD 誘発白血病は PU.1 遺伝子の異常

マウスの白血病にはいくつかの違いがあることが頻度が低く、白血病幹細胞の多くが健常なマウス明らかになった。HDR/HD 誘発白血病では 80%以のリンパ球系共通前駆細胞（CLP）に類似してお上の症例で PU.1 遺伝子の不活性化が白血病の発り、骨髄球系共通前駆細胞に類似している症例は非常に稀であった。本年度は、LDR/HD 誘発白血

Table 1. Experiment schedule showing the number of病の白血病幹細胞の発生機構に注目して、連続照male B6C3F1mice examined at each time.

射を開始後 400 日間、及び、400 日間の連続照射終了後から 200 日までの期間に、LDR/HD 照射が白血病発生前の骨髄中の血細胞数に与える影響を調べた。

2. 方法
B6C3F1 の オ ス マ ウ ス に SPF 環 境 下 で 20mGy/22 h/day の低線量率 γ 線連続照射を 8 週齢かDays from the start of exposure to γ-ray at dose rate ofaら開始した。照射開始から 100 日、150 日、20020 mGy/day.

日、400 日時点でそれぞれ照射マウス（IR マウス）bの骨髄と脾臓中の細胞について細胞表面マーカーcの解析を行い、10 種類の細胞分化段階に分類して、100 days after 400 days exposure.

200 days after 400 days exposure.

Table 1 を参照。

各分化段階の細胞数を決定した。これと同週齢の非照射マウス（non-IR マウス）についても同様の3. 成果の概要解析を行い、両者を比較した。IR マウスでは、γ低線量率（20mGy/22h/day）の γ 線連続照射が細線を 400 日間連続照射後に照射装置のない SPF 環胞数に与える影響は、細胞分化段階の違いによっ境下で飼育し、照射終了後からさらに 100 日後とて異なることが観察された（Fig. 1）。骨髄におけ200 日後においてそれぞれ細胞表面マーカー解析

る造血細胞の中で最も未熟な造血幹細胞（HSC）を行った。照射群と非照射群のマウス個体数はFig. 1

Population of bone marrow cells, classified into four differentiation stages, collected from male
B6C3F1 mice exposed to 20 mGy/22h/day γ-rays as compared to the non-irradiated controls.

数は、照射開始から 100 日目と 200 日目では IRマウスと non-IR マウスの間に有意差が観察されなかったが、150 日目と 400 日目では IR マウスのHSC 数は non-IR マウスに比べて有意に少なかった（Student t-test, p<0.01）。HSC の次に未熟な造血細胞である多能性前駆細胞（MPP）と最も未熟なリンパ球系細胞である CLP の細胞数は、いずれもHSC と同様に 150 日目と 400 日目で IR マウスの方が non-IR マウスに比べて有意に少なかった。これに対して、最も未熟な骨髄球系共通細胞であるCMP では、非照射マウスと比べて有意な細胞数の低下(Student t-test, p<0.05)が観察されたのが 200日目と 400 日目であり HSC、MPP、CLP に比べて遅かった。これらの結果から、連続照射開始 400日後の IR マウスの CLP 数は、HSC、MPP と CLP
それ自身の過剰な細胞分裂によって維持されており、CMP に比べて細胞分裂の回数が多くなっている可能性が考えられる。この事から、LDR/HD 誘発白血病の白血病幹細胞は、過剰に細胞分裂したCLP から発生している可能性が考えられる。

引用文献
Tanaka, S. et al. (2003) Radiat. Res., 160, 376-379.
Tanaka, I. B. III et al. (2007) Radiat. Res., 167,417-437.
Cook, W. et al. (2004) Blood, 104, 3437-3444.
Hirouchi, T. et al. (2011) Radiat. Res., 176, 311-322.