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被ばくによる消化管腫瘍に対する予防研究―カロリー制限による予防―森岡孝満

Morioka Takamitsu

1とも明らになっている 4）。しかし，放射線感受性臓はじめに器の 1 つである消化管についての報告が少ないこと放射線は，医療分野の検査・治療で利用され，健より，ヒト家族性大腸腺腫瘍のモデルマウスを用い康長寿社会の実現に向け大きく貢献している。一方て放射線特異的に消化管腫瘍を発症する条件の構築

で，放射線は発がん要因の 1 つとしても知られていとカロリー制限の放射線誘発消化管腫瘍に対する予る。放射線被ばくの健康影響は，大量の放射線に被防効果の検証を試みたので紹介する。

ばくした後に短期間で発症する骨髄死や腸管死等の2 放射線被ばく特異的に消化管腫瘍を発症

急性影響と被ばく後，長期間を経て発症するがん等するモデルマウスの作出の晩発影響の 2 つに大きく分類されている。本邦では，世界に比べて医療被ばくによる被ばく線量が高既存のヒト家族性大腸腺腫症のモデルマウスは，く，放射線被ばく後の発がんが懸念されている。まC57BL/6J 系 統 の Min（multiple intestinal neoplasia）

た，福島原発事故後，長期の低線量放射線被ばくにマウス（C57BL/6J ApcMin/+ マウス）が知られており，よる健康影響について不安を抱く国民も多く存在す

生 ま れ つ き ｢ が ん ｣ の 抑 制 遺 伝 子 で あ る Apcる。筆者らの研究部では，マウスやラットの実験動物を用いて放射線治療に用いられる X 線，γ 線，重（adenomatous polyposis coli）と呼ばれる遺伝子の一粒子線等の様々な線種の発がんのリスクとその機構
図１図１

り（正常側）の遺伝子が有糸分裂組換えや染色体不対の遺伝子のうち一方に変異が生じており，更に残解明を行うと共に，その予防研究についても進めて
図１図１いる。また，これらの動物実験で得られた貴重なサンプルのアーカイブ化も行っている 。
1）

放射線被ばく後の発がんリスク研究には，原爆被爆者の疫学調査がある。その中で，緑黄色野菜や果物の摂取により発がんリスクが低減されることが報告されている 2, 3）。また，筆者らが行った B6C3F1

図１

分離等により変異が生じることで機能を消失し消化管腫瘍を自然発症する（図 1）。この特徴を利用し，MinマウスMinマウスMinマウスMinマウスMinマウスApc Apc

Apc Apc

Apc

Apc Apc

Apc

Apc Apc

マウスを用いたカロリー制限（炭水化物の摂取量を(マウス18番染色体)(マウス18番染色体)30％制限した特殊飼料）のがん予防実験では，カロ(マウス18番染色体)(マウス18番染色体)(マウス18番染色体)

Apc Apc
Apc

Apc Apc

Apc Apc
Apc

Apc Apc

リー制限が 1 週齢（小児期）被ばくにより発症する
肝癌と肺癌を抑え，寿命を延長させる効果があるこ

12

Isotope News2022 年 4 月号

No.780図1

消化管腫瘍
消化管腫瘍消化管腫瘍
消化管腫瘍
消化管腫瘍
カロリー制限の予防効果を調
カロリー制限の予防効果をカロリー制限の予防効果を調査 査
査 カロリー制限の予防効果を調
カロリー制限の予防効果を
査 査

Min マウスに消化管腫瘍が発生する仕組み

非照射群

1 cm2 mm2 mm

2 mm2 mm

照射群

1 cm
図2

非照射群と照射群に発生した腫瘍の肉眼像

図3***

≧5mm
4-5mm

腫瘍総数(個)40

42-3mm30

1-2mm

20* p<0.001** p<0.01

< 1mm

100

図33-4mm

照射群

410

週齢

20非照射群

30

非照射群と照射群における腫瘍の数とサイズの経時的変化

生後 2 週齢（小児期）時の C3B6F1 ApcMin/+ マウスに，X 線 2 Gy を全身照射することで，20 及び 30 週齢において腫瘍数が非照射群に比べて有意に増加した。また，腫瘍のサイズも増大することが分かった

肉眼像正常粘膜初期病変

腺腫(低異型)腺腫(高異型)

早期癌

進行癌

病理像
良性図4

悪性進行度

腫瘍のサイズ別の病理組織学像

C3B6F1 ApcMin/+ マウスに発生した腫瘍のサイズ別の病理組織学的解析により，腫瘍サイズが増大するにしたがい，微小病病変（初期病変）から粘膜内病変（腺腫），粘膜筋板への浸潤を示す早期がん，固有筋層への浸潤を示す進行がんへと進展する過程の確認が可能であった

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No.78013これまでに多くの大腸癌の多段階発がん機構解明や学研究所が以前に行った先行研究 6） と同様に，発予 防 研 究 で 使 用 さ れ て い る。 し か し な が ら，達期の成長阻害等の影響が無い炭水化物を 32％制

C57BL/6J ApcMin/+ マウスは自然発症の消化管腫瘍数限した餌を使用した（図 5）。

が多く，腫瘍部からの出血による重度の貧血が原因実態顕微鏡を用いて腫瘍の数とサイズを計測したで短寿命となり，腫瘍が悪性化する前に死亡するこ

結果，X 線を照射することで非照射群に比較してとより悪性度の評価が困難であった。筆者らは，従5 mm 以上の大きな腫瘍数が有意に増加した（図 6）。

来 の C57BL/6J 雄 Apc

マウスと異なる系統の一方，4 週齢（小児期），10 週齢（若年成人期）及C3H/HeJ 雌マウスとのハイブリッドマウスであるび 20 週齢（成人期）からカロリー制限を行った群マウスを作出することで，自然発症

では 5 mm 以上の大きな腫瘍の数を有意に抑制するの腫瘍数が少なく長寿命となるため，2 週齢（小児ことが分かった（図 6）。この効果は，成人期から期）被ばくで腫瘍の数とサイズが増大することを見開始したカロリー制限でも効果的であることも明ら出した（図 2，3） 。加えて，腫瘍のサイズ別の病理かとなった。

Min/+

C3B6F1 Apc

Min/+5）

組織学的解析により初期病変（微小腺腫）から固有次に，腫瘍の病理組織学的解析により，血管，リ筋層への浸潤を伴う進行がんまでの発がん過程の観ンパ管等の周りの組織への浸潤を指標として，悪性察が可能であったことより，正確な腫瘍の悪性度評度の評価を行った。その結果，X 線を照射すること価にも有用なモデルマウスであることも分かった

で悪性腫瘍の割合が有意に増加することが分かった

（図 4）
。

（図 7）。一方，カロリー制限することで悪性腫瘍の3 カロリー制限による放射線誘発消化管腫瘍に対する予防効果の検証割合を抑える傾向が認められた（図 7）。特に，小児期からのカロリー制限開始は，有意に抑制を示した。また，成人期からのカロリー制限開始でも有効であることが分かった。以上の結果から，カロリー筆者らは，前述の小児期に被ばくすると腫瘍の数とサイズが増加する C3B6F1 ApcMin/+ マウスを用いて， 非 照 射 群 と 生 後 2 週 齢 時 に 放 射 線（X 線，2 Gy）を全身照射し，カロリー制限しない群，4 週齢，10 週齢及び 20 週齢からカロリー制限を開始した群に発生した腫瘍の総数，サイズ及び悪性度の解析を制限は，高線量の被ばくによる影響にも予防効果があることが明らかとなった。

4 今後の放射線被ばく後の発がんリスク低減化研究の展望行った。実験では，被ばくの影響を見やすくするた

本研究により，カロリー制限の放射線誘発消化管めに，高線量（2 Gy）の放射線を使用した。また，腫瘍に対する予防効果がマウスを用いた実験で明ら

カロリー制限は量子科学技術研究開発機構放射線医かとなった。東京電力福島第一原子力発電所事故では，被ばくの線量が少なかったため発がんリスクの問題はないと言われているが，健康影響に対する不(g)30

炭水化物を32%制限

2520

炭水化物

1510

ミネラル
脂質
タンパク質

50
図5

は，放射線災害による被ばくや，放射線を利用した検査 ･ 診断 ･ 治療による医療被ばく後に懸念されている発がんに対する不安に応え，予防法の開発に繋がるものと期待される。
筆者らの研究部では，カロリー制限と同様の効果を有する摸倣剤として知られているトランス型レス

2
カロリー制限餌

ベラトロール，ナンセンス変異による未熟終始コド

通常餌とカロリー制限餌の成分

マクロライド系抗生剤や包接作用による脂質吸収抑1通常餌

カロリー制限餌は，通常餌より炭水化物を 32％制限した。
ミネラル，脂質及びタンパク質の摂取量は同等に設定した14安をお持ちの方が存在するのも事実である。本成果

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No.780

ンの読み過ごし作用（リードスルー効果）を有する制効果を有する食物繊維等による放射線発がんのが図6

週齢2410203001≧5mmの腫瘍数(個)
234

非照射群

5照射で有意に増加

照射群
X線 (2Gy)

*
*

小児期
若年成人期

カロリー制限は、照射で増加した大きいサイズの腫瘍数を有意に抑制

成人期

：通常食

* p<0.001** p<0.05**：カロリー制限

成人期からのカロリー制限でも抑制
図6

カロリー制限による 5 mm 以上の腫瘍数の抑制効果

良性腫瘍

正常

カロリー 悪性腫瘍
制限
抑制24

週齢1020300

悪性の割合(％)

20406080 100

照射で増加

非照射群

(163)
(176)

照射群
X線 (2Gy)

(146)

小児期

(207)

若年成人期

(162)

成人期

：通常食

図7：カロリー制限( )は、解析した
腫瘍数

悪性腫瘍

良性腫瘍

カロリー制限により、悪性腫瘍の割合が減少

カロリー制限による腫瘍進展抑制効果

ん予防効果の検証実験も行っている。今後は，更に解析を進め，被ばくに関連する発がんを含む健康影響の予防効果の仕組みを明らかにしていきたいと考えている。
将来的には，より簡便ながん予防法を構築し，放射線被ばくのリスク低減化へ繋げて行きたいと考えている。
参 考 文 献1） T. Morioka, et al., International Journal of Radiation
Biology, 95（10）, 1372-1377（2019）2） J. Nagano, et al., International Journal of Cancer, 86,132-138（2000）
3） C. Sauvaget, et al., Stroke, 34, 2355-2360（2003）
4） Y. Shang, et al., International Journal of Cancer, 135,1038-1047（2014）5） T. Morioka, et al., Anticancer Research, 41, 1365-1375（2021）
6） K. Yoshida, et al., Proceeding of the National Academy
Science of the United States of America, 64（5）, 26152619（1997）（（国研）量子科学技術研究開発機構 放射線医学研究所 放射線影響研究部）

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