2.4 低線量率放射線に対する生理応答影響実験調査
2.4.1 造血系解析
2.4.1.1 造血幹細胞の変化と寿命との関連(照射+/+マウス骨髄細胞の W/Wv マウスへの移植実験)
Correlation between Hematopoietic Stem Cell Changes and Life Span
箭内 敬典,小村 潤一郎,田中 聡
生物影響研究部

Takanori YANAI, Jun-ichiro KOMURA, Satoshi TANAKA
Department of Radiobiology
Abstract
To clarify whether the decrease in the number of hematopoietic stem cells (HSCs) after continuous
low dose-rate (LDR) radiation exposure is a direct effect on HSCs or an indirect effect through changes in thebone marrow microenvironment, we transplanted irradiated HSCs and investigated their self-renewal capacity,differentiation ability and possible effects on mouse life span.
To determine the effects of irradiated HSCs on the lifespan, HSCs from wild type (+/+) mice
irradiated with gamma rays at a LDR (20 mGy/day; total dose: 8000 mGy) were transplanted to non-irradiatedmast cell-deficient WBB6F1-W/Wv mice.
No significant differences in life spans were observed between males transplanted with nonirradiated HSCs and those transplanted with HSCs from mice exposed to LDR radiation. Although lifespansof females transplanted with HSCs from mice exposed to LDR radiation were shorter than those transplantedwith non-irradiated HSCs, the difference was not significant.
These results do not seem to be in favor of the “direct effect on HSCs” of continuous LDRirradiation.
1. 目的7）の有意な減少、CFU-S（day-12）と CFU-GM の減「低線量放射線細胞影響調査：平成 13〜16 年度」

少傾向が認められた（CFU は増殖可能な細胞数を示

において、メスマウス（C3H/HeN 系統）に低線量率す値）。さらに、骨髄造血幹細胞の CFU-S（day-12）（20 mGy/日）放射線を集積線量 8000mGy（400 日間は照射終了後 210 日目（666 日齢）においても完全照射）まで連続照射すると、末梢血中の赤血球数及には回復しなかった。

び血小板数には有意な変化は認められないが、白血この原因として、①放射線照射により減少した末球数には減少傾向が見られた。また、脾臓及び骨髄梢血中血球数を補うために血球細胞を生産し続けた中の有核血球数には有意な変化は見られないが、骨ため幹細胞自身が枯渇（老化）した、②造血幹細胞髄造血幹細胞の CFU-S（day-12）の有意な減少との育成・増殖を制御している造血ニッチが放射線照

CFU-GM の減少傾向、脾臓造血幹細胞の CFU-S（day-射により不可逆的な影響を受けた、の 2 つの可能性

照射群には、20 mGy/日の線量率で 400 日間（集積線が考えられる。
そこで、本解析では、①の仮説、すなわち放射線量 8000 mGy）の連続照射、高線量率急照射群には線照射による造血幹細胞数減少が造血ニッチの変化に量率 770 mGy/分で集積線量 2000 または 4000 mGy

よる間接的な影響のためではなく、幹細胞自身へのの急照射を行った。照射終了後、マウス大腿骨から直接影響のためであるという仮説を造血幹細胞移植

骨髄細胞を採取し、8〜10 週齢の W/Wv マウスに尾静

マウスの寿命、造血細胞の自己複製能・分化能等を脈より注射器で細胞（1×105 個/200 μl/マウス）を注指標として検証する。

入したのち、SPF 環境下でマウスを飼育、寿命を観実験は、8 週齢の+/+（野生型）マウスに 20 mGy/察した。

日の低線量率で 400 日間（集積線量 8000 mGy）連続照射、または高線量率（770 mGy/分）放射線を急照射（集積線量 2000、4000 mGy）し、照射終了後、造v血幹細胞を W/W マウス（後述）に移植する実験（放v

3. 成果の概要
高線量率放射線を急照射したマウスの骨髄細胞を移植したオスマウスでは、寿命が短縮する傾向が射線照射+/+マウス骨髄細胞の W/W マウスへの移植みられたが、有意差は観察されなかった。一方、メ実験）および 400 日間低線量率連続照射されたマウスマウスでは移植後 661 日目までに全てが死亡し、スの骨髄（幹）細胞の in vitro での培養試験（低線量照射群では対照群と比較して有意に寿命が短縮した。

率放射線照射+/+マウス骨髄細胞の培養実験）の 2 項

低線量率連続照射したマウスの骨髄細胞を移植目で構成されている。

したオスマウスでは、対照群との間に有意差は観察

調査最終年度である今年度は、前年度に引き続きされなかった。メスマウスでは対照群と比較して照8 週齢の+/+（野生型）マウスへの高線量率放射線急射群で寿命が短縮する傾向が観察されたが、やはり照射及び低線量率放射線連続照射（20 mGy/日の線量有意差は観察されなかった（Fig. 1）。昨年度まで実率で 400 日間照射：集積線量 8000 mGy）及び造血施した「低線量率放射線照射+/+マウス骨髄細胞の培v（幹）細胞の W/W マウスへの移植を継続実施した。

養実験」においては、低線量率放射線照射マウス由来の細胞を培養系に移した場合、非照射マウス由来

2. 方法の細胞と比較してより少ない継代数で増殖を停止す
v

実験には自家生産した W/W マウス（造血細胞移ることが明らかになっている。しかし、今回報告し植時に致死線量の放射線全身照射を前処置として必た「放射線照射+/+マウス骨髄細胞の W/Wv マウスへ要としない突然変異マウス）をホストとして使用し、の移植実験」の結果は、少なくとも低線量率放射線その野生型である+/+マウスをドナーとして使用し連続照射の場合、造血系への影響は、造血幹細胞自た。

身への直接的な影響より、むしろ造血支持細胞など

8 週齢の+/+マウスを非照射群、低線量率連続照射群および高線量率急照射群に分け、低線量率放射線他の細胞や組織への間接的な影響がより強いことを示唆しているように思われる。

Fig. 1 Survival curves of mast cell-deficient WBB6F1-W/Wv mice.
Cont (-): non-transplantedCont (+): transplanted with HSCs from non-irradiated mice
8000 mGy: transplanted with HSCs from mice exposed to LDR gamma rays