RADIOISOTOPES

Online ISSN: 1884-4111 Print ISSN: 0033-8303
RADIOISOTOPESは日本アイソトープ協会が発行する学術論文誌です
Radioisotopes 75(2): 127-136 (2026)
doi:10.3769/radioisotopes.750206

原著Article

DNA損傷修復の誘導を考慮した放射線誘発細胞死の新規数理モデルStudy on the New Mathematical Model Considering DNA Damage Repair Based on Radiation-induced Cell Death

1福井大・原子力研Research Institute of Nuclear Engineering, University of Fukui

2福井大院・工Graduate School of engineering, University of Fukui

受付日:2025年10月27日Received: October 27, 2025
受理日:2026年5月7日Accepted: May 7, 2026
発行日:2026年7月15日Published: July 15, 2026
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従来の数理モデルでは表現できない低線量特有の細胞応答(hyper-radiosensitivity: HRS)が多くの細胞で報告されている。低線量放射線に対する細胞応答を記述するために,DNA損傷の修復が一定の反応速度定数に基づいて一次反応で進行すると仮定した修復反応モデル(r model)に対して,修復応答が線量や時間に依存して変化すると仮定した新たな修復反応モデル(r′ model)を提案する。また,出芽酵母細胞に軟X線を培養環境下で低線量率照射した際の生存率測定による検証を試みた。その結果,r′ modelはr modelでは表現することができない低線量域で起こる細胞応答を再現できることが示唆された。

Many cells have been reported to exhibit a unique cellular response to low doses of radiation (hyper-radiosensitivity: HRS) that cannot be expressed using conventional mathematical models. To describe the cellular response to low-dose radiation, we proposed a repair response model (r′ model) that assumes that repair responses change over time and with dose, in contrast to the repair response model (r model) that assumes that repair of DNA damage progresses as a first-order response. The model was verified by measuring the survival rate and analyzing gene expression levels of budding yeast cells irradiated with soft X-rays under culture conditions. The results suggested that the r′ model can reproduce cell responses that occur in the low-dose range, which cannot be expressed by the r model.

Key words: mathematical model; DNA damage repair; hyper-radiosensitivity; survival rate; budding yeast

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