Mutation of human cancer cell-line caused by heavy-ions and X-rays

Abstract

In the previous study, it is reported that the mutation frequencies of V79 cells irradiated by a heavy-ion beam and X-rays increased in proportion to the irradiated dose. The purpose of this study is to evaluate the mutation frequency of human-cell line caused by heavy-ions and X-rays. The used human-cell line was RMG1 which was derived from human ovarian cancer. RMG1 cells were irradiated by the heavy-ion beam from RIKEN Ring Cyclotron (RRC) or by X-rays from MBR-1520R and cell survivals were calculated by colony assay. The mutation frequencies at the hprt locus were calculated from the numbers of colonies. Survival curves of RMG1 against the dose of heavy-ions and X-rays are shown. With the increase of Linear Energy Transfer (LET) of carbon beam, survival curve of RMG1 moved leftward. Namely, high LET carbon beam has more powerful Kill-The-Cell (KTC) effects. When the carbon and neon beams were used at the same LET level, they showed nearly equal KTC effects. Mutation frequencies caused by carbon beam, neon beam and X-rays are shown. In comparison with X-rays, heavy-ions result much higher mutation frequencies. As the irradiation dose of carbon beam increased, the rate of mutation frequencies further increased above a certain dose. A neon beam caused less mutation than a carbon beam under the same LET level. These results were very similar to those of V79.

先行研究において、重イオンビームとX線を照射したV79細胞の突然変異頻度は、照射した線量に比例して増加することを報告した。本研究ではヒトの細胞における重イオンとX線による突然変異頻度を評価する。用いるのはヒトの卵巣癌から取ったRMG1細胞である。RMG1細胞に対して、理研リングサイクロトロン(RRC)を用いて重イオンを、MBR-1520Rを用いてX線を照射し、コロニー分析により細胞の生存を計算した。hprtにおける突然変異頻度を、培地中に形成されたコロニーの数から計算した。重イオンとX線の線量に対するRMG1の生存曲線を示した。炭素ビームの線エネルギー付与(LET)が増加するに伴い、RMG1は少い線量でも生存率が下がった。このことは、高LET炭素ビームはより強い細胞殺傷効果(KTC)を持つ。同じレベルのLETでは炭素ビームでもネオンビームでもほぼ同じKTC効果が示された。炭素ビーム、ネオンビーム、およびX線による突然変異頻度を示した。X線に較べ、重イオンは遥かに高い突然変異頻度を示した。炭素ビームの照射線量を上げると、突然変異頻度もまた増加した。同じLETでは、ネオンは炭素ビームよりも低い頻度しか示さない。これらの結果はV79の場合と酷似していた。