5.3 低線量率放射線照射によるポリアミン変動が及ぼす概日周期への影響についての解析
Analysis of the Effects of Low Dose-rate Radiation-induced Polyamine Fluctuation on theCircadian Rhythm
杉原 崇
生物影響研究部

Takashi SUGIHARA
Department of Radiobiology
Abstract
It has been reported that spermidine, a polyamine compound, controls the biological circadian clock andthat reduced levels of spermidine prolong the circadian period. In our previous study, we found that low doserate (LDR) irradiation of mice decreases the spermidine levels in the liver. Based on these pieces of information,
we have started experiments to examine the effects of LDR radiation on the circadian period. From day 0 to
day 50, both LDR-irradiated mice and non-irradiated mice were kept under a 12 h light/12 h dark cycle. From
day 51, the mice were kept in constant darkness. In the previous year (2018), a technical failure in theirradiation facility from days 92 to 94 prevented us from finishing the experiment. This year (2019), werepeated and completed the experiment and confirmed last year’s results. LDR-irradiated and non-irradiatedmice kept under a 12 h light/12 h dark cycle, showed the accurate 24 h circadian period (Fig. 1). When kept inconstant darkness, the LDR-irradiated mice showed a shorter circadian period in comparison with the nonirradiated mice (Fig. 2). These results suggest that LDR radiation may have an effect on the biological circadianclock.
1. 目的業で行った遺伝子発現マイクロアレイ解析によって2017 年のノーベル医学生理学賞は、体内時計（サも、照射マウス肝臓でスペルミジン産生酵素遺伝子ーカディアン・リズム）を生み出す遺伝子とそのメの発現減少が起こることが確認できた。これらの情カニズムを発見した研究に授与された。これまで、報から、照射によるスペルミジン量減少は概日周期体内時計を制御する物質についてはほとんど知られを加齢型に変化させる可能性があると考察した。そていなかったが、2015 年に Cell Metabolism 誌でこで本課題では、約 100 日間照射したマウスの概日Zwighaft らは、暗所でマウスを飼育するとスペルミ周期を調べ、低線量率放射線による体内時計への影ジンが減少し概日周期が長く（加齢型）なること、響の有無を明らかにすることを目的とする。

及び加齢マウスへのスペルミジン投与が概日周期を2. 方法短く（若齢型）戻すことを報告した。一方、以前のCV 照 射 室 で B6C3F1 オ ス マ ウ ス に 低 線 量 率

環境研自主研究により行った「低線量率放射線照射（20mGy/日）放射線を照射しながら、当初通常の点されたマウス肝臓のメタボローム解析」で、100 日灯条件下で、次いで暗条件下で飼育した。ケージ設間照射を行ったマウスでは雌雄ともに肝臓スペルミ置型自発運動量測定装置（ロコモ：メルクエスト社）ジン量が減少することがわかった。さらに、調査事を用いて概日周期変化を観察した。1 ケージ 3 匹飼

いの条件下で得られた行動データを行動解析ソフト時間も等しかった。また、4 ケージの概日周期の平（Actmaster4M：メルクエスト社）で計算することに均時間を計算したところ、非照射群、低線量率照射より、ケージごとの概日周期を算出した。さらに、群共に 24 時間の概日周期で、完全に点灯条件と行動照射開始から 116 日目にマウス組織のサンプリングリズムが一致していた。この結果は昨年度の実験結を行った。

果と同じである（Fig. 1）。次に、照射開始 51 日目か

3. 成果の概要

ら 116 日目まで暗条件下（24 時間点灯せず）での 4昨年度の実験においては、照射装置のトラブルのケージの概日周期の平均時間を測定したところ、非ため照射開始 92 日目から 94 日目までの間、低線量照射群で 23.81 時間、低線量率照射群で約 23.73 時間率放射線照射ができなかったことから、その後に予であり、照射群で非照射より有意に概日時間が短縮定していたマウス組織のサンプリング作業を中止しすることが示された。この結果も昨年度の実験結果た。そこで、今年度、再度実験を行い、116 日目に 4とほぼ同じである（Fig. 2）が、変化の方向は当初の時間おきに 6 回、暗条件下で照射／非照射マウスの予想とは反対である。これらの結果は、低線量率放肝臓及び脳組織のサンプリングを行った。

射線照射が体内時計に影響を与える可能性を示すもサンプリング前に、昨年度同様、マウスの行動測定を行った。8 週齢の B6C3F1 雄マウスを照射開始から 50 日目まで、通常の点灯条件（7：00 点灯、19：00 消灯）で飼育した実験では、非照射群、低線量率照射群共に、消灯直後から活動開始が見られ、活動のと考えられる。

Circadian Period(h)24.0(h)
24.0

23.9

23.9

23.8

CLDR

23.8

CLDR

Fig. 1 Circadian periods of non-irradiated (C) and LDR-irradiated mice under a 12 h light/12 hdark cycle. Left: the results of the 2018 experiment. Right: the results of the 2019
experiment.

Circadian Period*p<0.05

(h)
23.8

(h)
23.8

23.7

23.7

23.6

23.6

Fig. 2CLDRC

LDR

Circadian periods of non-irradiated (C) and LDR-irradiated mice under constant darkness.
Left: results of the 2018 experiment. Right: results of the 2019 experiment.