2.3.2 線量率の違いによるゲノムへの影響解析
Analysis of Persistence of Radiation-induced Chromosomal Aberrations
香田 淳, 小村 潤一郎
生物影響研究部

Atsushi KOHDA, Jun-ichiro KOMURA
Department of Radiobiology
Abstract
Among various chromosomal aberrations, translocations are considered to persist over time and throughmultiple cell divisions. However, the results of our previous study, in which we compared the frequencies oftranslocations in the splenocytes of the mice irradiated with gamma-rays at various dose-rates, suggest thattranslocations are not necessarily stable over time and that a substantial fraction of them might be lost during
the long time of low dose-rate irradiation. In the present study, we have therefore investigated the persistence(or possible non-persistence) of translocations after irradiation with gamma-rays (accumulated dose: 0.5 or 1Gy) at a low (20 mGy/day), high (726 mGy/min), or intermediate (1.5 mGy/min) dose-rate. We observed thedecrease of translocations over time in most of the experiments. The results suggest that translocations, usuallyknown as stable chromosome aberrations, are not completely stable. This may have a large influence on theestimation of the incidence of chromosome aberrations, and hence on the biological dosimetry by chromosome
analysis and on the risk estimation of radiation, especially in the range of low dose-rates.
1. 目的

なわち、明確な線量率効果が認められる。各線量率

平成 17 年度から 29 年度までの 13 年間にわたるにおける線量効果関係は、Linear-Quadratic モデル調査により、低線量率から高線量率までの 9 つの線（Y=βD2＋αD＋C、Y：染色体異常頻度、D：線量、量率での放射線照射によるマウス脾細胞における転C：8 週齢時の非照射対照の値）で近似できるが、高座型染色体異常頻度に関する線量効果関係を得た。

線量率では、βの値は大きく（Linear-Quadratic、2 次転座型染色体異常は、いったん生成すると長期間安曲線）、低線量率では、βはゼロに近い（Linear、直定に維持されるとされている。しかし得られた線量線）。高線量率と低線量率の中間の線量率では、線量効果関係の解析から、低～中線量率域では、無視し率の変化に従って、染色体異常頻度は徐々に変化す得ない割合の転座型染色体異常が長期にわたる照射

るが、線量効果関係の形を検討してみると、高線量期間中に失われており、この現象が放射線のリスク率 （ 890 mGy/ 分 ） か ら 線 量 率 が 低 下 す る に 従 い評価等に影響を与えている可能性が示唆された。そLinear-Quadratic から Linear に近いものに推移しておこで、平成 30 年度から 2 年間の計画で、この「安定り（すなわち、染色体異常誘発率の低下はβの値が型」とされる転座型染色体異常の頻度が、照射後ど徐々に小さくなっていることで説明される）、1.5の程度安定に維持されるかを調査することとした。

mGy/分あたりで、直線になっている（βはゼロに近Fig. 1 は、これまでの調査で得られた、さまざまない）と考えられる。この推移は、同一細胞内に同時線量率での転座型染色体異常頻度に関する線量効果に存在する DNA 二本鎖切断の数（これが多いほど、関係を模式化したものである。この図に示されていDNA 修復活性による誤った結合、すなわち転座型染るように、高線量率（890 mGy/分）では低線量率（20色体異常等が生成される機会が増加すると考えられmGy/日）に比べ多くの染色体異常が誘発される、する）が、線量率の低下とともに減少していることを反映していると考えられる。1.5 mGy/分から低線量56、112、224 日間飼育した。照射および照射後飼育率（20 mGy/日）にかけて、染色体異常誘発率はさらは、SPF 条件下（20 mGy/日）、または Conventional 条に低下しているが、この線量率域では、線量効果関件下（726 mGy/分、1.5 mGy/分）で行った。マウスか係はすべて直線（βはゼロに近い）と考えられる。

ら得た脾細胞を Lipopolysaccharide、Concanavalin A、

したがって、この間の染色体異常誘発率の低下は、2-Mercaptoethanol 存在下で 46 時間培養（最後の 2 時式のαの値（直線の傾き）の低下で説明されるもの

間は Colcemid も添加）後カルノア固定し、染色体標と考えられる。これが何を反映しているかについて

本 を 作 製 し た 。 Multiplex-fluorescence in situ

は、以下のように推論できる。1000 mGy の総線量をhybridization（M-FISH）法を用いて染色体異常の解析照射するのに、1.5 mGy/分では 11.1 時間、20 mGy/日を行った。

では 50 日と照射時間が大きく異なっている。転座型染色体異常は、少なくともその一部は放射線照射

3. 成果の概要

後長期間安定に存在することから、安定型染色体異本年度は、昨年度サンプリングした 3 線量率の常といわれているが、高線量率放射線照射後、生じ照射終了後 7～224 日後のサンプルについて染色体た全ての転座型染色体異常が長期間安定に存在する異常の解析を行った。以下の結果については、昨年わけではないという報告もあることから、この 1.5度の照射終了直後の結果と合わせて報告する。

mGy/分から 20 mGy/日にかけての染色体異常頻度のまず、照射終了後の染色体異常が経時的に減少

低下は、照射によって生じた染色体異常の一部が、するかについて確認するため、不安定型染色体異常

低い線量率での長期の照射期間中に時間の経過に従である二動原体染色体異常について調べところ、二って失われていることを反映しているのではないか

動原体染色体異常は、全ての線量率で、照射終了と考えられる。

後、経時的に減少していくことが観察された。

この問題は、低線量率放射線のリスク評価の観点次に安定型染色体といわれる転座型染色体異常からも非常に重要であることから、染色体異常の経について調べたところ、照射終了後、形成された全時的安定性（もしくは不安定性）について明らかにての転座型染色体異常については、20 mGy/日、するための実験を、平成 30 年度から 2 年間の計画

1000 mGy 照射群以外、経時的な異常頻度の減少がで行うこととした。本年度は、マウスに対する 3 線観察された（Fig. 2）。その減少速度は、それぞれの量率（高線量率：726 mGy/分 [線量効果関係は Linear-線量率、線量で二動原体染色体異常と比較して、転Quadratic]、低線量率：20 mGy/日 [Linear]、および中座型染色体異常のほうが緩やかであった。

間の線量率：1.5 mGy/分 [Linear]）での放射線照射後、今回の解析から、安定型染色体といわれる転座非照射条件下で 7～224 日飼育したサンプルについ型染色体異常のなかにも経時的に減少する不安定なて染色体異常を解析し、昨年度の結果と合わせて取ものがあることが明らかになった。先に述べた比較りまとめを行った。

的低い線量率域における線量率効果、すなわち 1.5mGy/分の線量率と低線量率（20 mGy/日）の線量効

2. 方法果関係（いずれも linear）の傾きαの違いは、このSpecific pathogen free（SPF）C3H/HeN Jcl メスマウ

ような転座型染色体異常のうちに含まれる不安定なスを、8 週齢（53-56 日齢）よりγ線照射した。線量ものの経時的な減少が少なくとも原因の一つとなっ率としては、高線量率：726 mGy/分 [線量効果関係ていると考えられる。しかしながら、1000 mGy のは Linear-Quadratic]、低線量率：20 mGy/日 [Linear]、照射には、1.5 mGy/分で 11.1 時間と 20 mGy/日でおよび中間の線量率：1.5 mGy/分 [Linear]を用いた。

50 日と照射終了までに約 50 日の違いがあるが、総線量としては、500 mGy および 1000 mGy を用い1.5 mGy/分、1000 mGy の照射終了の 112 日後の転た。照射終了後、マウスを非照射条件下で 0、7、28、座型染色体異常頻度でも、20 mGy/日、1000 mGy

の照射終了直後の異常頻度より高いことから、経時的に増加しているように思われること、またいくつ的な減少だけで説明ができるものではなく、さらにかの照射群の照射終了後 7 日目の異常頻度が照射直他の原因も存在することが示唆される。また、20後と比べて増加しているように思われることについmGy/日、1000 mGy 照射群において異常頻度が経時ては、さらなる検討が必要と考えられる。

From the high dose-rate of 890 mGy/min to anintermediate dose rate of 1.5 mGy/min, the valueof the beta coefficient of the linear-quadratic
formula (Y=D2+D+C) decreases. Probably
this reflects the fact that the number of DNA
double strand breaks simultaneously existing inthe same cell decreases as the dose-ratedecreases.

From the intermediate dose-rate of 1.5 mGy/min
to the low dose-rate of 20 mGy/day (0.015 m
Gy/min), the value of the alpha coefficient of theformula decreases. The results of the present
study suggest that this is partly due to the loss oftranslocations during the long periods of low
dose-rate irradiation.

Fig. 1.

Transition of the shape of the dose response relationship from “linear-quadratic” to “linear” with the decrease of
the dose-rate observed in our previous study

Fig. 2.

Decrease in the frequency of translocations over time after irradiation.