キイロショウジョウバエにおける放射線により誘発された遺伝的損傷に対する低温効果

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作成： 2001/02/19 長谷川　博データ番号　　　：020207 キイロショウジョウバエにおける放射線により誘発された遺伝的損傷に対する低温効果目的　　　　　　：キイロショウジョウバエを用いた放射線障害の調査放射線の種別　　：エックス線放射線源　　　　：フィリップス社製X線照射装置(250kV, 10mA, Al フィルターを使用) 線量（率）　　　：10, 20, 30Gy 利用施設名　　　：記載なし照射条件　　　　：空気中応用分野　　　　：放射線障害研究概要　　　　　　：　キイロショウジョウバエの精子と後期精原細胞にX線を照射して、放射線障害に及ぼす温度の効果を調べた。伴性劣性致死、転座および優性致死について検討したところ、いずれの指標も低温照射の方が障害が大きくなった。2種類の細胞間に温度効果に対する反応の差異は生じなかった。詳細説明　　　　：　　生物に対する放射線照射効果に温度効果が存在することは研究のごく初期から知られているが、その効果については障害の増幅、減少という相反するデータが得られているなど、今日まで定説はない。この理由の一部は代謝機能や放射線感受性が異なる多細胞の個体に照射を行った実験が行われてきたためと思われる。そこで本報告ではキイロショウジョウバエの精子と後期精原細胞に注目して、両細胞の遺伝的損傷とそれに及ぼす温度効果(照射温度、照射後の温度)について調べた。精子への照射効果は羽化7日目の雄にX線を照射して、直ちに雌と交配することにより評価した。照射時および照射後の温度として高温(24℃)と低温(0℃)の2段階を設定した。交配した雄をさらに第1回目の交配を行った24時間後に第2回目の交配として処女雌と交配させ、精原細胞への照射効果の評価の材料とした。また、羽化2日目の雄に照射し、ただちに雌と交配した場合も精原細胞への照射効果として評価することができた(若い雄で精子がまだ形成されていないため)。3つの放射線障害の指標のうち、伴性劣性致死と染色体異常は孵化個体について調査した。　　伴性劣性致死率について調べたところ(表1)、精子に照射した方が精原細胞照射より致死率は高くなったが、温度に対する反応に関して細胞の種類による差異は認められなかった。照射時の温度効果は線量に依存することが認められた。すなわち低線量照射(10Gy)では照射時の温度効果はみられなかったが、高線量照射では(20Gy)では低温で照射する方が致死率が高くなった。温度効果に対する線量の閾値があると考えられる。低温で致死率が高くなることは、照射雄を雌と同一容器に入れて交配させるのではなく、照射雄の精子を雌に注入して強制的に受精させる場合にもみられた。照射時と照射後の温度を変化させた場合は、高温→低温の場合は致死率が若干上昇し、低温→高温の場合は致死率が低下することが認められた。表1　 Sex-linked recessive lethals recovered after exposure to X-rays at 24℃ and at 0℃（原論文1より引用。　Reprinted from Mutation Research, Vol 268,1992 Beatriz Mazar Barnett, Effect of low temperature on radiation-induced genetic damage in Drosophila melanogaster: response of motile sperm and late spermatids.,p.183-190 (1992), with permission from Elsevier Science.） ----------------------------------------------------------------------------------------------- Cell stage Lethals/Tests(%) ------------------------------------------------------------------------- 10Gy 20Gy ------------------------------------ ----------------------------------- 24℃ 0℃ 24℃ 0℃ ----------------------------------------------------------------------------------------------- Motile sperm (a)78/2999 2.60 (a)64/2565 2.49 (a)209/4705^* 4.44 (a)214/3269^* 6.55 (b)74/2943 2.51 (b)45/1708 2.63 Total 152/5942 2.56 109/4273 2.55 Late spermatids (c)66/4136 1.59 (c)65/2657 2.44 (c)159/4459^* 3.57 (c)208/323^* 6.43 (d)24/1571 1.52 (d)28/1140 2.46 Total 90/5707 1.57 93/3797 2.45 Motile sperm in inseminated females 104/4079^* 2.54 100/2349^* 4.26 ----------------------------------------------------------------------------------------------- (a) First mating period; (b) one obsered mating;(c) second mating period;(d)2-h-old males. ^* 3 experiments pooled. 0℃ vs. 24℃; Late spermatids P＜0.02 (20 Gy). Motile sperm P＜0.001(20 Gy). Motile sperm in inseminated females P＜0.001. 　転座を誘発するためには20～30Gyを照射した。転座の頻度は精子照射、精原細胞照射とも低温で照射した方が高くなった(表2)。ことに精原細胞照射の場合に明瞭な効果がみられ、転座頻度は1.7～1.9倍高くなった。20Gyの線量を30分間の間隔をあけて10Gyずつに分割して行った場合の照射温度と中断時の温度の組合せ効果についても検討したが、低温照射、高温照射とも中断時の温度が転座の頻度に影響を及ぼすことはなかった。また、分割照射の効果も認められなかった。さらに伴性劣性致死率の調査時と同様に照射後の温度の効果についても検討したが、有意な差異を検出するには至らなかった。表2　 Ⅱ-Ⅲ translocations recovered after exposure of males to X-rays at 0℃ and at 24℃（原論文1より引用。　Reprinted from Mutation Research, Vol 268,1992 Beatriz Mazar Barnett, Effect of low temperature on radiation-induced genetic damage in Drosophila melanogaster: response of motile sperm and late spermatids.,p.183-190 (1992), with permission from Elsevier Science.） --------------------------------------------------------------------------------------------- Cell stage Translocations/Tests(%) ------------------------------------------------------------------- 20Gy^a 30Gy ------------------------------- --------------------------------- 24℃ 0℃ 24℃ 0℃ --------------------------------------------------------------------------------------------- Motile sperm (first mating period) 215/5014 4.29 269/4094 6.57 71/883 8.04 109/896 12.17 Late spermatids (second mating period) 145/5319 2.73 222/4918 4.51 39/755 5.16 151/1544 9.78 --------------------------------------------------------------------------------------------- ^a Three experiments pooled. 0℃vs.24℃:Motile sperm P<0.001(20Gy);P<0.01(30Gy). Late spermatids Pく0.001(20Gy);Pく0.001(30Gy). 　優性致死率は総卵数に対する非孵化卵の出現率で評価した(表3)。精子照射と精原細胞照射ともに低温照射区の方が高温照射区より非孵化卵の出現率が有意に高く、いずれの照射区においても約1.5倍に上昇することが認められた。表3　 Dominant lethals recovered after exposure to X-rays (20Gy) at 0℃ and 24℃（原論文1より引用。　Reprinted from Mutation Research, Vol 268,1992 Beatriz Mazar Barnett, Effect of low temperature on radiation-induced genetic damage in Drosophila melanogaster: response of motile sperm and late spermatids.,p.183-190 (1992), with permission from Elsevier Science.） ------------------------------------------------------------------------------------------ Cell stage Unhatched eggs /Total eggs(%) ----------------------------------------------------------- Control 24℃^a 0℃^a ------------------------------------------------------------------------------------------ Motile sperm 73/1032 7.07 705/1454 44.56^* 506/ 742 65.76^* (one obsewed mating) 179/1644 10.89 678/1519 37.86^* 658/1082 56.02 Late spermatids (second mating period) 35/ 578 6.57 501/1414 30.88^* 269/ 497 50.89 (2‐h-old males) 118/1040 11.35 519/1398 29.07^*^* 408/ 856 40.97 ------------------------------------------------------------------------------------------ ^a%corrected. 24℃ vs. 0℃:^*P<001;^*^*Pく0.05. 　以上の結果から、低温は放射線照射効果の変更要因であり、放射線障害を増大することが確かめられた。コメント　　　　：　特に新しい知見はなく、最近の実験条件で研究初期のデータの信頼性を確認している報告である。原論文１ Data source 1： Effect of low temperature on radiation-induced genetic damage in Drosophila melanogaster: response of motile sperm and late spermatids. Beatriz Mazar Barnett Departamento de Radiobiologia, Comision Nacional de Energia Atomica, Buenos Aires (Argentina) Mutaion Research　268: 183-190 (1992) キーワード：X線、キイロショウジョウバエ、精子、精原細胞、遺伝的損傷、伴性劣性致死、転座、優性致死、低温効果、分割照射 X-ray, Drosophila melanogaster, sperm, spermatid, genetic damage, sex-linked recessive lethal, translocation, dominant lethal, low temperature effect, fractionated irradiation 分類コード：020502, 030601, 030602
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