体外放射線生物学実験における線形加速器の利用
Summary
臨床線形加速器は、癌細胞に対する幅広い線量率の生物学的効果を決定するために使用することができる。細胞系アッセイおよびがん幹様細胞の線形加速器を設定する方法について、懸濁液中の腫瘍球として増殖し、付着培養培養物として成長した細胞株について議論する。
Abstract
放射線療法は、がん管理の基礎の一つです。ほとんどの癌では、腫瘍を解体する最も効果的な非外科的治療です。ここでは、線形加速器で癌細胞を照射する方法について説明する。線形加速器技術の進歩により、放射線治療の精度と効率が向上しました。広範囲の放射線量と線量率の生物学的影響は、引き続き調査の激しい領域です。線形加速器の使用は、臨床的に関連する用量および線量率を使用してこれらの研究を容易にすることができる。
Introduction
放射線療法は、多くのタイプの癌1、2、3、4に対する効果的な治療法である。超高線量照射は放射線治療において比較的新しく、線形加速器5の最近の技術進歩によって可能にされる。標準的な線量率の照射に対する余分高い線量率の臨床利点は、治療時間の短縮および改善された患者経験を含む。線形加速器はまた、細胞培養ベースの放射線生物学研究のための臨床設定を提供します。放射線量と線量率の生物学的および治療的な意味合いは、放射線腫瘍学者および生物学者の関心の焦点となってきた6,7,8.しかし、超高線量照射とフラッシュ照射の放射線生物学(放射線量が非常に高い)は、まだ徹底的に調査されていない。
ガンマ線照射は、細胞培養ベースの放射線生物学9、10、11で広く使用されている。放射線は、放射性同位元素源の崩壊から放出されるガンマ線(典型的にはセシウム-137)によって達成される。放射性物質の使用は非常に規制されており、しばしば制限されています。ソースベースの照射では、広範囲の線量率を試験することは困難であり、臨床的達成可能用量率12の生物学的効果の分析におけるその有用性を制限する。
用量と線量率の効果の両方を示すいくつかの研究があります12,13,14,15,16,17.これらの研究では、放射性同位元素から発生するガンマ照射と、線形加速器から発生するX線の両方を用いた。肺癌、子宮頸癌、神経膠芽腫、黒色腫を表す様々な細胞株が用いられた。細胞生存、細胞周期停止、アポトーシスおよびDNA損傷に対する放射線影響は、読み出し12、13、14、15、16、17として評価された。.ここでは、線形加速器を用いてX線系放射線を送送ることによって、臨床的に関連する放射線量と線量率の生物学的効果を定義する方法について述べた。これらの研究は、生物学者、放射線腫瘍学者と医学物理学者の間の緊密な協力で行われるべきです。
Protocol
Representative Results
Discussion
放射線療法はがん管理の不可欠な部分です。放射線治療の有効性と効率性の向上に向けた取り組みが進んでいます。線形加速器技術の進歩は前例のない正確さおよび安全の患者を扱う機会を提供した。ほとんどの患者は線形加速器からの高エネルギーX線で治療されるため、線形加速器に対して行われる広範囲の線量率の生物学的効果を調べる研究は、患者に容易に適用される可能性がある。…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々は、線形加速器の使用のための放射線腫瘍学のクリーブランドクリニック部門に感謝します。私たちは、グリオーマ幹細胞の寛大な贈り物のためにジェレミー・リッチ博士に感謝します。この研究は、クリーブランドクリニックによってサポートされました。
Materials
| Material | |||
| glioma stem-like cell 4121 | gift from Dr. Jeremy Rich | ||
| 293 cells | ATCC | CRL-1573 | |
| neuron stem cell culture media | Thermo Fisher Scientific | 21103049 | NeurobasalTM media |
| DMEM | Thermo Fisher Scientific | 10569044 | |
| Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 16000044 | |
| Penicillin/Streptomycin | Thermo Fisher Scientific | 15140-122 | |
| Recombinant Human EGF Protein | R&D Systems | 236-EG-01M | |
| Recombinant Human FGF basic | R&D Systems | 4114-TC-01M | |
| B-27™ Supplement | Thermo Fisher Scientific | 17504044 | |
| Sodium Pyruvate | Thermo Fisher Scientific | 11360070 | |
| L-Glutamine | Thermo Fisher Scientific | 25030164 | |
| Tripsin-EDTA | Thermo Fisher | 25200056 | |
| extracellular proten matrix | Corning | 354277 | MatrigelTM |
| Ethanol | Fisher chemical | A4094 | |
| Equipment | |||
| 10 cm cell culture dish | Denville | T1110 | |
| 3.5 cm cell culture dish | USA Scientific Inc. | CC7682-3340 | |
| 22x22mm glass cover slip | electron microscopy sciences | 72210-10 | |
| 15 ml centrifuge tube | Thomas Scientific | 1159M36 | |
| 50 ml centrifuge tube | Thomas Scientific | 1158R10 | |
| 5 ml Pipette | Fisher Scientific | 14-955-233 | |
| pipet aid | Fisher Scientific | 13-681-06 | |
| Vortex mixer | Fisher Scientific | 02-215-414 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
| Linear Accelerator | Varian | n/a | |
| water equivalent material | Sun Nuclear corporation | 557 | Solid waterTM |
| Reagent preparation | |||
| DMEM media | 10% fetal bovine serum (FBS), 2 mM L-glutamine, 100 units/mL penicillin G, 100 µg/mL streptomycin in 500 ml DMEM media | ||
| stem cell culture media | 10 ml B27 supplement, 20 µg hFGF, 20 µg hEGF, 2 mM L-glutamine, 100 units/mL penicillin G, 100 µg/mL streptomycin in 500 ml Neurobasal media |
References
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