全身照射したWistarラットの末梢血単核細胞のタンパク質成分に及ぼす低線量高速中性子の影響

Effect of low-dose fast neutrons on the protein components of peripheral blood mononuclear cells of whole-body irradiated Wistar rats.

• Abdu Saeed
• Mohammad N Murshed
• Eman Abdulqader Al-Shahari

抄録

免疫系は、宇宙線への曝露、原子力事故、中性子治療など、様々な状況下で極低線量の中性子に曝露されている。末梢血単核球（PBMC）は、選択的な免疫応答を示す主要な免疫細胞である。末梢血単核球を構成するタンパク質自体の構造変化により、その機能が変化することが知られています。ここでは、全身照射後0,2,4,8日目の低線量高速中性子のPBMCタンパク質への影響を調べた。本研究では64匹のWistarラットを用い、そのうち32匹を総線量10mGy(Am-Be, 0.2mGy/h)の高速中性子を照射し、残りの32匹を対照とした。血液サンプルを採取し、全血からPBMCを分離した。フーリエ変換赤外(FTIR)分光法および蛍光分光法を用いて、PBMCのタンパク質の変化を推定した。ＤＮＡ損傷を評価するためにアルカリコメットアッセイを行った。照射試料と非照射試料を区別するために階層的クラスター分析（HCA）と主成分分析（PCA）を用いた。試験したサンプルのFTIRと蛍光スペクトルから、照射後2日と4日の時間間隔でアミドとトリプトファンの変化、ひいてはタンパク質構造の変化が明らかになった。照射後0日と8日の時間間隔で試験した試料では変化は記録されなかった。照射されたサンプルのＰＢＭＣタンパク質のＦＴＩＲバンド強度はわずかに減少し、統計的に有意であった。FTIRスペクトルのアミドIバンドのカーブフィッティングにより、タンパク質の二次構造の変化が観察された。照射2日後の蛍光スペクトルでは、トリプトファンの減少が認められた。コメットアッセイでは、DNA損傷のレベルが低いことが明らかになった。結論として、低線量高速中性子はPBMCのタンパク質に影響を与える可能性がある。

The immune system is exposed to extremely low doses of neutrons under different circumstances, such as through exposure to cosmic rays, nuclear accidents, and neutron therapy. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) are the primary immune cells that exhibit selective immune responses. Changes in the functions of the protein components of PBMC can be induced by structural modifications of these proteins themselves. Herein, we have investigated the effect of low-dose fast neutrons on PBMC proteins at 0, 2, 4, and 8 days post-whole body irradiation. 64 Wistar rats were used in this study of which, 32 were exposed to fast neutrons at a total dose of 10 mGy (Am-Be, 0.2 mGy/h), and the other 32 were used as controls. Blood samples were drawn, and PBMCs were isolated from whole blood. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and fluorescence spectroscopy were used to estimate the changes in the proteins of PBMCs. An alkaline comet assay was performed to assess DNA damage. Hierarchical cluster analysis (HCA) and principal components analysis (PCA) were utilized to discriminate between irradiated and non-irradiated samples. FTIR and fluorescence spectra of the tested samples revealed alterations in the amides and tryptophan, and therefore protein structure at time intervals of 2 and 4 days post-irradiation. No changes were recorded in samples tested at time intervals of 0 and 8 days post-irradiation. The FTIR band intensities of the PBMC proteins of the irradiated samples decreased slightly and were statistically significant. Curve fitting of the amide I band in the FTIR spectra showed changes in the secondary structure of the proteins. At 2 days post-irradiation, fluorescence spectra of the tested samples revealed decreases in the band tryptophan. The comet assay revealed low levels of DNA damage. In conclusion, low-dose fast neutrons can affect the proteins of PBMC.