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 andthrough multiple cell divisions. However, the results of our previous study, in which we compared thefrequencies of translocations in the splenocytes of the mice irradiated with gamma-rays at various dose-rates,suggest that translocations 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 therefore investigate thepersistence (or possible non-persistence) of translocations after irradiation with gamma-rays (accumulated
dose: 0.5 or 1 Gy) at a low (20 mGy/day), high (726 mGy/min), or intermediate (1.5 mGy/min) dose-rate.
This year, we prepared the metaphase chromosome spreads of the splenocytes from the mice at 0, 7, 28, 56,
112, 224 days after completion of irradiation and scored the frequencies of translocations (and alsodicentrics) at day 0.
1. 目的（20 mGy/日）に比べ多くの染色体異常が誘発され平成 17 年度から 29 年度までの 13 年間にわたるる、すなわち、明確な線量率効果が認められる。各調査により、低線量率から高線量率までの 9 つの線

線量率における線量効果関係は、Linear-Quadratic モ

量率での放射線照射によるマウス脾細胞における転デル（Y=βD2＋αD＋C、Y：染色体異常頻度、D：線座型染色体異常頻度に関する線量効果関係を得た。

量、C：8 週齢時の非照射対照の値）で近似できるが、転座型染色体異常は、いったん生成すると長期間安高線量率では、β の値は大きく（Linear-Quadratic、2定に維持されるとされている。しかし得られた線量次曲線）、低線量率では、β はゼロに近い（Linear、効果関係の解析から、低～中線量率域では、無視し直線）。高線量率と低線量率の中間の線量率では、線得ない割合の転座型染色体異常が長期にわたる照射量率の変化に従って、染色体異常頻度は徐々に変化期間中に失われており、この現象が放射線のリスクするが、線量効果関係の形を検討してみると、高線評価に影響を与えている可能性が示唆された。そこ

量率（890 mGy/分）から線量率が低下するに従いで、
平成 30 年度から 2 年間の計画で、この「安定型」

Linear-Quadratic から Linear に近いものに推移しておとされる転座型染色体異常の頻度が、照射後どの程り（すなわち、染色体異常誘発率の低下は β の値が度安定に維持されるかを調査することとした。ここ徐々に小さくなっていることで説明される）、1.5

では、この調査を行う理由と、実験の進捗状況につmGy/分あたりで、直線になっている（β はゼロに近いて述べる。

い）と考えられる。この推移は、同一細胞内に同時Fig. 1 は、これまでの調査で得られた、さまざまに存在する DNA 二本鎖切断の数（これが多いほど、な線量率での転座型染色体異常頻度に関する線量効

DNA 修復活性による誤った結合、すなわち転座型染果関係を模式化したものである。この図に示されて色体異常等が生成される機会が増加すると考えられいるように、高線量率（890 mGy/分）では低線量率る）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/分から低線量率（20 mGy/日）にかけて、染色体異常誘発率はさ2. 方法らに低下しているが、この線量率域では、線量効果

Specific pathogen free（SPF）C3H/HeN Jcl メスマウ

関係はすべて直線（β はゼロに近い）と考えられる。

スを、8 週齢（53-56 日齢）よりγ線照射した。線量したがって、この間の染色体異常誘発率の低下は、率としては、高線量率：726 mGy/分 [線量効果関係

式の α の値（直線の傾き）の低下で説明されるもの

は Linear-Quadratic]、低線量率：20 mGy/日 [Linear]、と考えられる。これが何を反映しているかについておよび中間の線量率：1.5 mGy/分 [Linear]を用いた。

は、以下のように推論できる。1,000 mGy の総線量総線量としては、500 mGy および 1,000 mGy を用いを照射するのに、1.5 mGy/分では 11.1 時間、20 mGy/た。照射終了後、マウスを非照射条件下で 0、7、28、日では 50 日と照射時間が大きく異なっている。転座

56、112、224 日間飼育した。照射および照射後飼育型染色体異常は、少なくともその一部は放射線照射

は、SPF 条件下（20 mGy/日）、または Conventional

後長期間安定に存在することから、安定型染色体異条件下（726 mGy/分、1.5 mGy/分）で行った。マウ常といわれているが、高線量率放射線照射後、生じス か ら 得 た 脾 細 胞 を Lipopolysaccharide 、た全ての転座型染色体異常が長期間安定に存在する

Concanavalin A、2-Mercaptoethanol 存在下で 46 時間わけではないという報告もあることから、この 1.5培養（最後の 2 時間は Colcemid も添加）後カルノアmGy/分から 20 mGy/日にかけての染色体異常頻度の固 定 し 、 染 色 体 標 本 を 作 製 し た 。

低下は、照射によって生じた染色体異常の一部が、Multiplex-fluorescence in situ hybridization（M-FISH）

低い線量率での長期の照射期間中に時間の経過に従法を用いて染色体異常の解析を行った。って失われていることを反映しているのではないかと考えられる。

3. 成果の概要

この問題は、低線量率放射線のリスク評価の観点

本年度、3 線量率でのマウスの照射と 0～224 日後から非常に重要であることから、染色体異常の経時の脾細胞サンプリング、染色体標本作製を全て終了的安定性（もしくは不安定性）について明らかにすした。また、照射終了後 0 日のサンプルについては、るための実験を、本年度から 2 年間の計画で行うこ転座型染色体異常、二動原体染色体異常の頻度を求ととした。本年度は、マウスに対する 3 線量率でのめた（Table 1）。次年度に、照射終了後 224 日までの放射線照射と、その後の非照射条件下での長期飼育全サンプルの解析を完了し、染色体異常の経時的安及び経時的サンプリングを行った。また、一部サン定性について結論を得る予定である。

プルについて、染色体異常頻度の解析を行った。

From the high dose-rate of 890 mGy/min to anintermediate dose rate of 1.5 mGy/min, thevalue of the beta coefficient of thelinear-quadraticformula(Y=βD2+αD+C)
decreases. Probably this reflects the fact that thenumber of DNA double strand breakssimultaneously existing in the same celldecreases as the dose-rate decreases.

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
the formula decreases. Does this reflect the lossof chromosome aberrations 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 decreaseof the dose-rate observed in our previous study

Table 1.

Frequency of translocations and dicentrics (per 100 cells) at day 0 after completion of irradiation