第８章

生物学的線量評価に関する調査研究

8.1 低線量率γ線連続照射マウスの脾細胞における染色体異常とクローン出現頻度
Incidences of Chromosome Aberrations and Clones in Splenocytes from Mice Continuously
Irradiated with Low-Dose Rate Gamma-Rays
田中 公夫, 香田 淳, 一戸 一晃, 小木曽 洋一
生物影響研究部

Kimio TANAKA, Atsushi KOHDA, Kazuaki ICHINOHE, Yoichi OGHISO
Department of Radiobiology
Abstract
Incidences of chromosome aberrations were analyzed in splenocytes from female SPF C3Hmice continuously irradiated with low- or medium-dose-rate (LDR, MDR) of 137Cs gamma-rays to evaluate
the dose and dose-rate effects. Dose response relationship of chromosome aberration frequencies (dicentricsand rings) was obtained at each dose rate using age-adjusted multiple liner regression analysis on theassumption that the relationship is shown by a linear or a linear quadratic model. Values of the linear term,
which are shown as slope, were significantly decreased with reduction of dose rates from 400
mGy/22h/day(18.2 mGy/h) to 1 mGy/22h/day(0.045 mGy/h), indicating clearly positive dose-rate-effects.
This finding also suggests that there is a discrepancy with the currently used formula to obtain dose and dose
rate effectiveness factor (DDREF) recommended by ICRP and others. Incidences of translocation detectedby M-FISH method were compared at 300 days after initial irradiation at 56 days of age among mice
irradiated at three LDRs (20 mGy/22h/day, 1 mGy/22h/day and 0.05 mGy/22h/day).Translocations in mice
irradiated at 20 mGy/22h/day were approximately 20 times higher than those at the other two LDRs. Clone
formation was found at total doses of more than 4000 mGy in mice irradiated at LDR (20 mGy/22h/day), but
was not at 300 days in mice irradiated at 1 mGy/22h/day. The results indicate that there might be a thresholddose or dose-rate for formation of clones. These are useful information for evaluating the risk of low doseradiation in human.
1. 目的
低線量率放射線長期被ばく時に生じる染色体異常長期照射をマウスに行い、線量と線量率との関係を調べた。

頻度の線量・線量率効果関係は、タバコ等の交絡因子の影響や極低線量被ばくであるため検出感度が十2. 方法分でないことからよくわかっていない。生物学的にC3H メスマウスに 8 週齢(56 日齢)から低線量率被ばく線量を推定するためには、まず、線量効果関[0.05 mGy/22h/day, 1 mGy/22h/day, 20 mGy/ 22h /day,係を知ることが重要である。本調査では原子力施設

以下 0.05 mGy/day , 1 mGy/day, 20 mGy/day と記す。]

作業者の作業環境レベルより幾分高い低線量率γ線137

Cs-γ 線を最大 700 日間連続照射した。線量率の比較 を 行 う た め に 、 中 線 量 率 （ 200 mGy/day, 400137

異常と環状染色体個数; D: 線量 mGy, T:日齢マイmGy/day） Cs-γ 線をそれぞれ 40 日間と 20 日間連

ナス 56; b1,b2,b4,a4 は求める回帰係数;

続照射し、また高線量率(890 mGy/min)・高線量（3は全線量率で一定）とした。高線量率照射では１次Gy）照射も行った。目的の線量に達した時点でマウ項の値は正の値だが中線量率照射、低線量率照射でスの脾臓を摘出して、脾細胞を LPS, ConA, 2-ME 添は負の値になり、集積線量が増えるとともに、染色加にて RPMI1640 培養液で 48 時間培養して染色体標体異常頻度の増加率がわずかに低下した(Fig.１右)。

本を作製した。なお対照群は照射開始前の 8 週齢と高線量域での低下は細胞死の増加と細胞分裂抑制等照射終了時のマウスと同日齢の非照射マウスとした。のためと考えられる。1 次項の値も低下するが、2二動原体染色体異常はギムザ染色法と動原体プロー次項の値も 400 mGy/day から 20 mGy/day まで有意にブを用いた FISH 法で、転座型染色体異常は M-FISH低下した。1 mGy/22h/day の線量率は線量二乗モデル法でそれぞれ解析した。と良く適合しなかったので、20 mGy/day と１ｍb1,b2 の値

Gy/day の線量率間の比較では、1000 mGy 以下の線3. 成果の概要

量域で、直線モデルを仮定した重回帰分析で二動原3.1 二動原体染色体異常等頻度の線量・線量率効果体染色体異常頻度の線量効果関係を求めた。１次項

関係の値はこれら二つの低線量率間で有意な差が観察さ解析個体数が不十分な 0.05 mGy/ day の低線量率れた(Fig.１左)。以上より、400 mGy/day と 20ｍ照射を除いた低線量率、中線量率、高線量率のγ線

Gy/day の線量率間、並びに 20 mGy/day と 1 mGy/day

照射で生じた二動原体染色体と環状染色体異常頻度の線量率間にはそれぞれ正の線量率効果が存在するの線量効果関係を線量二乗モデルと仮定し、すべてことが示された。また、この結果は国際防護委員会の線量率について適合する１次項、２次項の値を、（ ICRP) な ど (NCRP 1980, UNSCEARE 1993,

年齢補正を加味した重回帰分析法で求めた。例えばICRP1991, BEIR Ⅶ2006)が１次項の値は線量率によ20 mGy/day の 低 線 量 率 で の モ デ ル 式 は 、り 変 化 しない と 仮 定して 線 量 ・線量 率 効 果係 数2

y=b1+b2T+b4D+a4D (y: 100 細胞あたりの二動原体(DDREF)を求める公式に問題があることを示してDic+Rc <= 8000 mGy

Dic by FISH <=1000 mGy

5.00E-03
4.00E-03
Values of α（b3-b7)

V a lu e s o f α （ b3 , b4 )6.00E-03

8.00E-04
7.00E-04
6.00E-04
5.00E-04
4.00E-04
3.00E-04
2.00E-04
1.00E-04
0.00E+00

2.00E-03
1.00E-03
0.00E+00-1.00E-03 0123456-2.00E-03-3.00E-03

05101520

1 mGy/day

25-4.00E-03
1Dose rate (m Gy)

Fig. 1

3.00E-03

20Log [Dose rate (mGy/h)]
200 ,400 mGy/day

890 mGy/min

20 mGy/day

The values of linear term in chromosome aberration frequencies (number of aberrations per 100metaphases) and dose (mGy) response curve for LDRs(400 mGy/day and 200 mGy/day) and LDRs
(20 mGy/day and 1 mGy/day) gamma-irradiations. Bars on each point show 95% confidence interval(CI). The left figure shows values of dicentric chromosomes detected by the FISH method. The rightfigure shows values of dicentric and ring chromosomes detected by conventional Giemsa method.

7

引用文献

いる。また 400～200 mGy/day の線量率域付近を底とする逆線量率効果が存在するという考え方

BEIR

Ⅶ-2

(2006)

National

ResearchCouncil,( Vielenchik and Knudson 2000, 2003, 2006)とも大きCommittee on Health Risks from Exposure to Low

く 異 な る。こ の 内 容の一 部 は 国際誌 に 発 表し た

levels of Ionizing Radiation National Academic Press,(Tanaka et al.2008, 2009)。

Washington DC.

3.2 転座型染色体異常とクローン頻度
昨年度までの調査で、20 mGy/day の低線量率ではICRP (1991) Pub. 60, Annals of theICRP, vol.21, no1-3, Pregamon Press, Oxford.

転 座 型 染色体 異 常 頻度は 、 集 積線量 の 増 加に 伴NCRP (1980) Influence of Dose and its Relationships for

い,8000 mGy までほぼ直線的に増加することがわか

Low-LET Radiations, pp.95-131, Report no.64,

った。 0.05 mGy/day と 1 mGy/day の照射マウスの解Bethesda, MD.

析は 300 日目まで終了したものの、解析個体数がま

Tanaka, K. et al. （2008） Mutat. Res. 657, 19-25.

だ不十分ではあるが、これら二つの線量率と 20

Tanaka, K. et al. (2009) Rad. Res. 171, 291-301.

mGy/day の 300 日間照射(それぞれ集積線量は 15UNSCEARE (1993) Sources and Effects of IonizingmGy, 300 mGy, 6000 mGy)で生じる転座型染色体異Radiation, with Scientific Annexes, United Nations,

常頻度を比較した。0.05 mGy/day と 1 mGy/day でのNew York

値は 100 細胞あたりそれぞれ 0.6 と 0.5 となり、非照射群の約 2 倍であった。また 20 mGy/day では 1mGy/day での値より約 20 倍高い頻度であり、集積線量と線量率の両方の違いが影響していた。クローンは 20 mGy/day の線量率では集積線量が 4000 mGy 以Vielenchik, M.M. and Knudson. A.G. Jn. (2000) ProcNatl Acad. Sci. USA 97, 5381-5386.
Vielenchik, M.M. and Knudson. A.G. (2003) Proc. Natl.
Acad. Sci. USA 100, 12871-12876.
Vielenchikd, M.M. and Knudson. A.G. (2006) Proc. Natl.

上になると出現したが、1 mGy/day の低線量率照射Acad. Sci. USA 103,の集積線量（300 mGy）では観察されなかった。

17874-17879.