量子科学技術研究開発機構放射線医学総合研究所放射線障害治療研究部障害分子機構解析研究チームQuantitative RedOx Sensing Team (QRST), Department of Basic Medical Sciences for Radiation Damages, National Institute of Radiological Sciences, National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology ◇ 263–8555 千葉県千葉市稲毛区穴川4–9–1 ◇ 4–9–1 Anagawa, Inage-ku, Chiba, Chiba 263–8555, Japan
炭素線によって水溶液中に生じるヒドロキシルラジカル（·OH），過酸化水素（H2O2），及び酸化反応の量を，電子常磁性共鳴をベースとする方法により測定し，X線のそれと比較した。·OHの生成は炭素線の軌跡上に局在しているものと思われ，ミリモラーあるいはモラーレベルの異なる生成密度があることが示唆された。ミリモラーレベルの·OH生成，過酸化水素生成，及び酸化反応の量はLETが高くなるにつれて減少した。放射線による活性酸素種（ROS）の生成は分子レベルのミクロな環境では一様ではなく，またその量はLETに依存して変化することがわかった。このようなROS生成の違いによって炭素線とX線との線質の違いを生み出している可能性が明らかになりつつある。
Hydroxyl radical (·OH) generation, hydrogen peroxide (H2O2) generation, and the total amount of oxidation reactions caused by X-ray or carbon-ion beam irradiation to aqueous samples were measured by electron paramagnetic resonance-based methods. The ·OH generation was expected to be localized on the track/range of the carbon-ion beam/X-ray, and millimolar- and molar-levels of ·OH generation were expected. The millimolar-level ·OH generation, H2O2 generation, and total oxidation reaction were suppressed with increasing linear energy transfer (LET). The generation of reactive oxygen species (ROS) was not uniform at the molecular level and was LET dependent. It can be expected that differences in ROS generation and the molecular distribution could make a difference in the quality of radiation therapy.
Key words: HIMAC (Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba); reactive oxygen species; carbon-ion beam; electron paramagnetic resonance; electron spin resonance; free radical; redox; oxidative stress; indirect action
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