博士（獣医学）橋本憲佳
学位論文題名
放射線発癌モデルとしてのマウス肺腫 瘍に関する研究

学 位 論 文 内容 の 要旨

本研究では放 射線発癌機構の研究において必要となる、腫瘍の低自然発生率並びに高誘発系のマウスモデルの作出を 目的に、C3 H/He雄マウスの胸部へのX線照射による肺腫瘍の誘発を、様々な照射法によって試みた。
また、このモデルの特徴を明らかとするため、照射後早期の肺の細胞動態を調べると共に、1回照射による肺腫瘍誘発の線量効果、分割照射法を用いた線量率効果、並びに全身照射の効果について検討を加えた。
3H̲TdRの取り込みによるミクロオートラジオグラフ
イーによ りX線胸部1回照射後の肺の細胞動態を調ぺると、肺腫瘍誘発との関連を示唆する照射後1力月目頃に肺胞上皮細胞の増殖が観察された。
肺の細胞動態の日内変動は、3 H
̲Td
Rの取り込みによるミクロオートラジオグラフィーにより、夜に高く昼に低い取り 込みが見られた。この細胞標識率の変化は、Goから細胞回転 へ入る細胞数を反映するものと考えられ、放射線感受性が夜に高いことを示唆するものと思われた。

10Gy昼 1回 照射 後の経時観察により、 肺腫瘍発生率は照 射後15力月目までほぼ直線的に増加するが、12力月目で非照射群との有意な差が見られたため、以後の腫瘍誘発実験の観察期間を120月と定めた。照射を昼に行っ た 場合 の肺 腫瘍 発生率の線量効果は、5〜10Gyで有意に増加し、より高線量では自然発生率の水準まで減少する釣鐘型となった。さらに腫瘍径の変化は腫瘍細胞の増殖速度を反映すると考えられるが、照射で増大した腫瘍径が高線量で非照射群の水準まで減少したことから、X線照射の細胞増殖速度への影響が示唆されlた。このことは高線量での発生率と腫瘍径の減少の原因の1っとして腫瘍の増殖に対する抑制的な因子としての宿主因子の存在が考えられた。
夜照射による腫瘍誘発の線量効果では、1．25Gyで有意な腫瘍発生率の増加が観察され、腫瘍誘発における肺の放射線感受性は夜に高いことが示唆された。またこのことは細胞動態の日内変動から予想された変化と一致していることから、腫瘍誘発の感受性変化は細胞増殖サイクルに入る肺の肺胞上皮細胞数、即ち腫瘍誘発の標的細胞 数に関 係し ている ことが 考えら れた。
一般に放射線による腫瘍誘発の線量率効果に関し、線量率を下げることにより放射線による細胞損傷が修復されて、腫瘍発生率が低くなると考えられてきた。そこで
分割照射法を線量率を下げる方法として用い、分割照射による腫瘍誘発への効果を調べた。

2等分割照射を種々の線量および照射間隔で行ったところ、1回照射では腫瘍誘発にとって過線量となった線量を分割照射すると、腫瘍誘発における負の効果を減弱されたためと思われる腫瘍発生率増加が観察された。また分割間隔の延長に伴って、腫瘍原性損傷の修復と思われる発生率減少が観察された。一方、総線量が1回照射での腫瘍発生率の直線的増加領域である場合において、分割照射により腫瘍発生率が1回照射よりも増加する場合のあることが観察された。その線量域においては高線量で見られた腫瘍誘発に対する負の効果は除外されることから、分割照射によって腫瘍原性損傷が増幅されたと考えられた。その損傷増幅機構についての詳細は不明であるが、分割照射によるマウスの肺腫瘍誘発は、分割による腫瘍原性損傷の修復と増幅という2っの競合する効
果に より 決定さ れるこ とが示唆された。
1回照射では腫瘍誘発に抑制的な効果を表す線量域については、その2等分割照射によって腫瘍誘発に対する負の効果が減弱或は消失するので、本来の腫瘍誘発の線量効果としての腫瘍発生率を得ることが可能であると考えられた。そこで腫瘍誘発の負の効果を減弱させると共に総線量をさらに増加させる目的で、分割間隔を1週間にとったX線の胸 部4等分割照射を行った。その結果線量の加算効果は得られたが、腫瘍発生率は最大でも2等分割照射における最大発生率には及ばなかった。しかしながら、腫瘍 径は明らかに増大する傾向が見られた。

肺腫瘍誘発に対する抑制因子としての宿主の免疫機能の影響について考察するために、X線の7．SGy
胸部1回
照 射後 、 免 疫 抑制 の 目 的 で30月 間 隔 でに 3回の 3 Gy
全身照射を行った。その結果、肺腫瘍発生率は過去最大の47％となり、しかも担腫瘍マウスの平均腫瘍数においても顕著な増加が観察されたことから、腫瘍誘発に対する宿主因子の関与が示唆された。このことはX線によるマウスの肺腫瘍の高発系の作出には、定期的な全身照射が 有 効 で あ る こ と を 示 し て い る と 考 えら れ る 。

学位論文審査の要旨
主査
副査
副査
副査

教 授 佐藤 文昭
教 授 藤永 徹
助教授 桑原幹典
教 授 佐藤 博

学 位 論 文 題 名

放射線発癌モデルとしてのマウス肺腫瘍に関する研 究
放射 線 に よる 発 癌 リス ク の 推 定は 、 放 射線 障 害 を防 止 す る上 で の最 重要課 題であ る 。し か し なが ら 放 射線 発 癌 研 究の た め の優 れ た 動物 モ デ ルが 少 なぃた めに、現 在 にお ぃ て もり ス ク 推定 の た め の基 礎 的 デー タ は 不足 し て いる 。 申請者 は、放射 線 発癌 の 研 究に お ぃ て必 要 と な る、 腫 瘍 の低 自 然 発生 率 並 びに 高 誘発系 のマウ
ス モ デ ル の 作 出 を 目 的 に 、 C3H/He雄 マ ウ ス の 胸 部 へ の X線 照 射 に よ る 肺 腫瘍 の誘 発を 試 み ると と もに 、 放射 線 発癌 モ デル と して の 特性 を検 討した。
3H̲チ ミ ジ ン の 取 り 込 み に よ る ミ ク ロ オ ー トラ ジ オ グ ラフ イ ー によ り 、 X線胸部 1回 照 射 後 の 肺 の 細 胞 動 態 に は 、 肺 腫 瘍 誘 発 と の 関 連 を 示 唆 す る 照 射 後
1カ 月 目 頃 の 肺 胞上 皮 細 胞の 増 殖 のあ る こ とが 観 察 され た 。 さ らに こ の 細胞 増 殖
応 答 や正 常 肺 の細 胞 動 態に は 、 夜 に高 く 昼 に低 い 日 内変 動 が 見ら れ た。こ の細胞動 態 の変 化 は 、Go期 から 細 胞 回 転へ 入 る 肺の 細 胞 数を 反 映 する も のと 考えら れ、腫 瘍誘 発 に おけ る 放射 線 感受 性 が夜 に 高く な るこ と を示 唆し ている。
昼 1回 照 射 に よ る 肺 腫瘍 誘 発 にお ぃ て は、 腫 瘍 発生 率 、 腫 瘍径 其 に 釣鐘 型 の 線
量 効 果 曲 線 が 観 察さ れ 、 腫瘍 の 誘 発と 抑 制 との 2因 子に よ り 腫 瘍の 誘 発 が決 定 さ
れ る こと が 示 され た が 、夜 1回 照 射で は より 小線量で 有意な 腫瘍誘発 が観察 され、肺 腫 瘍誘 発 に おけ る 放 射線 感 受 性 の日 内 変 動を 示 唆 した 。
2等 分 割 照 射 は 線 量 率を 下 げ るも っ と も単 純 な 方法 で あ り 、一 般 的 には 線 量 率を 下 げる と 損 傷の 修 復 のた め に 腫 瘍発 生 率 は低 く な ると さ れ てい る が、本 モデルに お ぃ て は 、 分 割照 射 に より 腫 瘍 発生 率 が 1回 照 射 より も 増 加 する 場 合 のあ る こと が 観察 さ れ た。 従 っ て分 割 照 射 によ る 肺 腫瘍 誘 発 は、 腫 瘍 原性 損 傷の修 復と増
幅 と い う 2つ の 競 合 す る 効 果 に よ り 決 定 さ れ る こ と が 示 唆 さ れ た 。
以上 の よ うに 、 こ のマ ウ ス 肺 腫瘍 モ デ ルは 放 射 線発 癌 研 究の た めの モデル としての有用性が非常に高い。よって審査員一同は、橋本憲佳氏が博士（獣医学）の学位を受けるに十分な資格を有するものと認めた。