Ⅲ章 マウスを用いた放射線影響の研究 放射線の人体影響の資料は、原爆の被ばくや原子炉事故による被ばくなどに関するものに限られていて、不完全である。例えば、人の放射線致死線量を決定できる資料も不十分である。人体影響の資料の不備を補うためには、ラット、マウス、イヌなどの哺乳類動物に、放射線を照射したときの実験結果の資料が貴重である。 本章では、マウスにＸ線、γ線、トリチウム、高速中性子を与えた場合の生体影響の実験結果について、概要を紹介する。 Ⅱ・１ Ｘ線の全身照射による末梢血球の変化と骨ずい死 1) 血液細胞は増殖が活発であるから、Bergonie Tribondeau の法則に従って、放射線に弱い。末梢血中の多種類の細胞は、図Ⅱ・１に示すように、骨ずい組織内に存在する一種類の根幹細胞（幹細胞：stem cell と言う）の子孫である。  図Ⅱ・１血液細胞の分化、成熟の模式図１） 細胞が分裂をして違った性質の細胞になることを分化という。骨ずい内で、幹細胞が10数回分裂して、すなわち、数1000倍の増殖を起こして、多様な分化を起し、各種の成熟血球となり、末梢血中に現れる（図Ⅱ・１の血液枠内の７種の血球参照）。マウスの全身にＸ線を3Gy照射した場合、被ばく後の末梢血球の数は、図Ⅱ・２に示すような時間変化をする。図示したのは、末梢血の１mm3（立方ミリメータ）あたりの各種血球の数と被ばく後の日数の関係である。  図Ⅱ・２ マウスにX線3Gyを全身照射後の末梢血中各種血球数の時間変化 （Wilson,R.1969:Compartive Cellular and Species Radiosensitivity,edited bu V.P Bond and T.Sugahara Igakushoin, Tokyo,p231より改写）1) リンパ球は放射線に対する致死感受性が最も高い。彼ばく後、数時間から10数時間で約80%が死亡（細胞分裂阻害をまたずに起る細胞の死亡：アポトーシス）する。つぎに放射線致死感受性が高いのは、図示したように、好中球と全白血球（好中球、好酸球、好塩基球、単球、リンパ球の総称）である。被ばくしてから、１－２日後に急減して最低値に達する。栓球（血小板）は被ばく後４日目から滅少し始めて、６、１２日後に最低値に達する。赤血球は末梢血球中では一番放射線に強くて、わずかに滅少傾向を示すが、２－３週問後には増加傾向に転じる。 全身の臓器組織の細胞の中で、血球は生殖細胞についで放射線致死感受性が高い細胞群である。しかし、マウスの全身Ｘ線被ばく3Gy は致死線量よりはるかに少ないので、末梢血球は、それぞれ減少して最低値に達してから、それぞれ増加に転じて回復にむかう。 マウスの全身にＸ線を5-11Gy 照射した場合の30日以内の死亡率と線量の関係を図Ⅱ・3に示す。この図からは、50%致死線量は7.5Gyである。  図Ⅱ・3 X線を全身照射したマウスの死亡率と照射線量の関係（白丸）；黒丸は被ばくしたマウスが同系統マウスから骨ずい移植を受けた場合の死亡率（Makinodan,T. 1957;J-Cell.Phsiol.50:Suppl.1:327-351より改写） 図の●印の死亡率は、被ばくしたマウスと同系統のマウスから放射線を浴びていない骨ずい細胞をとりだして、12×106個を注人した場合の値である。骨ずい移植の致死防衛効果（図Ⅱ・４参照）は劇的で、X線9.5Gyで起る100%の致死率が数%の死亡率に滅少した。移植された骨ずい細胞の中の幹細胞（図Ⅱ・１参照）が、被ばくしたマウスの骨ずい組織内にはいりこんで定住する。 こうして、移植された幹細胞は、被ばくした別個体のマウスの骨ずい内で、分裂・分化・増殖を繰り返す。こうして、別個体のマウスの骨ずい幹細胞の子孫が成熟末梢血球となり、被ばくしたマウスの死滅した末梢血球の代りを果たす。6-12Gyの全身照射によるマウスの死亡を骨ずい死という。  図Ⅱ・４放射線による骨ずい死に対する骨ずい移植の効果を示す模式図２） Ⅱ・２トリチウム水を飲み続けた場合の生体影響3-5） 文部省の核融合研究のための科学研究費特別研究の一環として、山本修と共同研究者は、1983年に、広島大学放射能医学研究所に、トリチウム実験棟を設立した。この実験棟で、各種の放射能の強さのトリチウム入りの水をつくって、これを飲料水としてマウスに生涯にわたって与えた。 便用したマウスは、（C57BL/6NxC3H/He）F1 の一代雑種のメスである。これは、胸腺リンパ腫瘍の自然発生率が実際上ゼロであるため、発ガン実験に好適な系統である。これの５週齢のものを購入して、10週齢に達してから、体重が（24土１）ｇのものを選抜して、トリチウム投与実験を開始した。トリチウム水の原液は、トリチウムの放射能の強さが1.75×1014Bq/dm3、アマーシャム・インターナショナル社より購入した。 一定濃度のトリチウム水ｙ（Bq/dm3）を与え始めてから、マウス体内のトリチウムの濃度が増加して平衡状態の値（プラトー）になってから（７日以後）、３匹を犠牲にして、各臓器から臓器片を採取し、ゼラチンカプセルに封入し、計量後凍結した上で、自動焼却装置で処理をした灰を液体シンチレーションカウンターで測定し、トリチウムの臓器１ｇ当りの放射能の強さｘ（Bq/g ）を計算する。xの値は各臓器間で違いはない（ただし、血液は少し放射能値が高い）。 そこで各臓器のｘ値の平均値くｘ〉から、次式によって、トリチウムβ線による体内被ばく線量率dD/dt(Gy/日）を求める3)： dD/dt＝くｘ＞（Bq/g）×5.7keV（＝9.13×10-13Gy）×60×60×24（Gy/日）（Ⅱ・１） ここに、5.7keVはトリチウムβ線の平均エネルギーである（表Ｉ・３参照）。 臓器の比放射能の平均値くｘ＞（Bq/g）を書き換えて1000くｘ＞（Bq/g）と表示すると、飲んだトリチウム水の比放射能ｙ（Bq/dm3）と同じ単位になる。トリチウム水摂取開始後７日以上たつと、マウスの臓器の比放射能は飲み続けた水の比放射能の30-34%となった3)。すなわち、次の実験式が得られた： 1000くｘ＞（Bq/kg）＝（0.3-0.34）ｙ（Bq/edm3）（Ⅱ・２） 式（Ⅱ・１）と式（Ⅱ・２）から、濃度ｙのトリチウム水を飲んでいる場合のトリチウムβ線による体内被ばくの線量率dD/dt＝はつぎの式で与えられる： dD/dt＝(2.37～2.68)10-8y(mGy/日）＝(8.65～9.78)10-7y(cGy/年） （Ⅱ・３） この式に用いたcGy単位は次のように定義される線量単位である： １cGy＝1センチグレイ＝0.01Gy （Ⅱ・４） 実験でえられた式（Ⅱ・３）を図示すると図Ⅱ・５のようになる：  図Ⅱ・５ 飲料水中の3H濃度とマウスがこれを毎日飲み続けて体内に摂取した3Hのβ線による被ばくの線量率の関係；●：実測値、○：外挿値。 （Yamamoto,o. et.al :Int.J.Radiat.Biol.73:535-541,1998.より改写）５） |