Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

限界熱流束 / 伝熱劣化 / 照射効果 / 原子力安全 / 放射線 / 熱流動 / 電子線照射 / Critical Heat Flux / In-vessel Retension / Radiation Effects

放射線を照射した伝熱面で、伝熱劣化現象が発生しうることが実験的に確認された。実験は、ガンマ線または電子線照射した銀伝熱面、アルミ伝熱面、炭素鋼伝熱面を中心として、表面の沸騰現象がどのように変化するかを伝熱実験及び画像解析によって評価した。本現象は、特に沸騰気泡と伝熱面の関係が重要であることを見出し、核沸騰状態を維持するための液膜の挙動に着目した。照射による表面の微細構造の状態変化が、沸騰核の生成を促し、沸騰気泡が伝熱面を覆いやすくなる。結果として微細な変化がマクロ伝熱に影響していると考えられる。

材料表面の酸化被膜の性状により、放射線照射による伝熱性能が影響を受けることを明らかとした。特に、銀やアルミにおいては、酸化被膜に電子線またはガンマ線が照射されると、ミクロな沸騰核に影響を及ぼし、結果として沸騰伝熱に影響を与えることが明らかとなった。特に限界熱流束など、安全性に影響のある伝熱性能においては、放射線によるミクロな酸化被膜の状態変化が、マクロな沸騰現象に影響を与えることを明らかとした。伝熱劣化は炭素鋼では観測されず、実機においては安全性には大きな影響を与えない可能性がある。

放射線 / 炎症 / 遺伝子 / メダカ / 精巣卵 / 腎臓 / 好中球 / 放射線影響 / 低線量率 / 行動 / 低線量放射線 / 遊泳行動 / 遺伝子発現解析 / 酸化ストレス / 赤血球 / 遺伝子発現 / 低線量率放射線 / 精巣

野生型メダカに7日間にわたって総線量100mGyのガンマ線を照射した。全身の連続組織切片を用いて各器官の組織変化を調べた。B型精母細胞の数の減少と、鰓上皮の増殖の低下が観察された。精巣卵形成には、線量率効果がなく、50mGy急性照射で精巣卵が生成された。トランスクリプトーム解析では、解糖系やペントースリン酸経路に関連する遺伝子の発現が抑制されていた。また、抗酸化に重要な役割を果たすNADPHの産生が亢進していた。照射中の遊泳行動をビデオ撮影し、数値化すると照射魚の遊泳行動は、照射期間の5日目と6日目に向上した。クロレラを摂取すると、サイトカインと炎症メディエーター遺伝子の発現が低下した。

慢性的な炎症状態の持続は様々な疾患の原因となることが近年急速に明らかになっているが、軽微な炎症反応は自然と治癒・沈静化するためにこれまで大きな注意を払われてこなかった。低線量率長期被ばくが脊椎動物（メダカ）の体のハード（組織構築）とソフト（行動と遺伝子発現パターン）に与えるインパクトを網羅したデータを収集し、RNA-Seq解析とマクロファージと好中球の動態と精巣卵形成が低線量率長期被ばくの生物影響評価に有効な指標となることが明らかにされた。照射下での遊泳行動には、変化が認められたので、再現性と線量依存性の確認が必要である。また、未成熟期での亞致死線量照射に発癌抑制効果があることを示した。

メダカ / 放射線 / ホルモン / 紫外線 / 細胞死 / DNA損傷 / 電離放射線 / ナマズ / 赤血球 / コメットアッセイ / ノニルフェノール / 放射線影響 / 環境 / 血球

メダカは、飼育の容易さと飼育環境の温度域も広く、海水耐性も強いことから環境毒性試験に広く用いられている。本研究では、放射線、紫外線、内分泌撹乱物質、重金属による刺激後のメダカから血液を採取して血球におけるDNAダメージと血清内での分子変化の解析から生物影響を解明し、突然変異体と野生型を比較することで関連する遺伝子機能を明らかにすることを目指した。
本年度は、成魚の紫外線UVA照射による急性生物影響を赤血球におけるDNA損傷をγ-H2AX とコメットアッセイにより検出した。また、内部組織においても卵巣中の卵形成に急性障害が見られ、眼の網膜、脳、脊髄にも細胞死などの影響もでること、p53変異体では、電離放射線と同様に影響の程度が小さいことを確認した。今後、作製したサンプルからUVA照射した成魚の肝臓、腎臓、脾臓などの組織変化を調べるとともに、特に魚類の腎臓、脾臓、肝臓などに存在する褐色の色素を持ったマクロファージの集塊であるメラノマクロファージセンター（異物や老化した細胞を非特異的に貪食、消化して他の細胞に受け渡す機能を有すると考えられている）のUVA照射後の形成についても検討している。
また、4-Nonylphenol (4-NP)にばく露したメダカ成魚赤血球の形態異常、小核形成とアクリジンオレンジ染色による細胞死の検出を行い、濃度依存的にそれらが増加することを定量化した。先行研究で行なったナマズへの影響と比較したところ、メダカはより4-Nonylphenol (4-NP)に対する感受性が高く、環境中の毒性化合物の検出系として適していることが示された。

【研究分担者】
尾田正二	東京大学	大学院新領域創成科学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
小賀厚徳	山口大学	大学院医学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)