Hirosaki University Repository for Academic Resources

弘前大学博士（医学）掲載誌：Journal of Pharmacological Sciences, 137, 55-60, 201

米倉, 学

English

Medaka as a model for ECG analysis and the effect of verapamil

弘前大学博士（医学）掲載誌：Oncology Letters, 17, 2431-2440, 201

藤田, 大真

Metformin attenuates hypoxia-induced resistance to cisplatin in the HepG2 cell line

沈, 健

Japanese

低流速における小型ローテーションフロータービンの性能評価及び海洋エネルギー発電利用可能性検討

弘前大学博士（保健学）掲載誌：Oncology letters, 17:3555-3561, 2019
DOI：10.3892/ol.2019.999

嵯峨, 涼

細則様式第１－２号 
学位請求論文の内容の要旨 
領 域 放射線技術科学領域 分 野  
氏 名 嵯峨 涼 
（論文題目） Regulation of radiosensitivity in human fibrosarcoma cells by 
4-methylumbelliferone (4-メチルウンベリフェロンによるヒト線維肉腫細胞の放射線
感受性調節) 
 
主 査 中村 敏也 
副 査 敦賀 英知 
副 査 千葉 満 
副 査 細川 洋一郎 
【序論】 
放射線治療の技術発展により、原発性固形腫瘍に対する線量投与は高精度に行うこと
が可能となった。しかし、放射線照射に耐性を有する残存癌細胞は、再発または遠隔転
移を引き起こし、予後不良に繋がる。4-メチルウンベリフェロン (4-MU)は、ヒアルロ
ン酸合成阻害効果によって、前立腺癌や肝臓癌など様々な癌細胞に対し、抗腫瘍及び抗
浸潤効果を示すことが報告されている。また、4-MUはinterleukin (IL) -6及び-8などの
炎症性サイトカインを抑制することも示されている。癌細胞における炎症性サイトカイ
ンの主要な調節因子であるnuclear factor kappa B (NF-κB)の発現上昇は、アポトーシ
スや放射線治療に対し抵抗性を獲得することに繋がる。さらに、IL-6は癌幹細胞と密接
に関連していることから、治療標的として注目されている。そこで、抗炎症効果を有す
る4-MUを放射線治療と併用することで、遠隔転移を防ぐだけでなく、放射線抵抗性細
胞の感受性を向上することができると考えた。以前の研究により、ヒト線維肉腫細胞
HT1080に対する2 Gy X線照射及び100 μM 4-MU併用は、コロニー形成能や転移能の
指標であるmatrix metalloprotease (MMP)-2及び-9を抑制することを見出した。しか
し、これらの効果機序は不明である。そこで本研究では、HT1080細胞における4-MU
の放射線と併用した際の抗腫瘍効果及び抗浸潤効果に関連する因子を同定するために、
網羅的なmRNA発現を解析した。 
（注）論文題目が外国語の場合は，和訳を付すこと。 
 
【細則様式第１－２号続き】 
【方法】 
 ヒト線維肉腫細胞HT1080に対して、4-MUによる放射線感受性の変化をコロニー形
成アッセイにより評価した。4-MUはdimethyl sulfoxide (DMSO)に溶解し、使用濃度
は500 μMとした。X線照射は、4-MUを投与した後に0-6 Gy (150 kVp、20 mA、0.5 
mmAl + 0.3 mmCu、1.0 Gy/min)照射し、10 % FBS、1 % penicillin/streptomycin含
有RPMI1640培養液にて10-14日間培養した。培養後は、メタノールで固定した後にギ
ムザ染色を行い、コロニー数をカウントした。また、4-MU投与またはX線照射併用時
におけるmRNA発現変動をcDNAマイクロアレイにより評価した。4-MU投与または2 
Gy X線照射処理から24時間後の細胞を回収しトータルRNAを抽出後、mRNAの網羅
的発現解析を行った。mRNA発現のデータはingenuity pathway analysis® (IPA)によ
るシグナル伝達経路解析を行い、4-MUによる影響を検証した。シグナル伝達経路を
構成する遺伝子の内、4-MUにより影響を受けている遺伝子はリアルタイムPCR法に
より再現性を検討した。また、培養上清中の炎症性サイトカインの濃度はELISA法に
より定量を行った。 
【結果及び考察】 
 ヒト線維肉腫細胞HT1080に対する4-MUとX線照射併用時の放射線感受性の変化を
コロニー形成法により検証した。0-6 Gy X線照射した細胞生存率と比較すると、4-M
U併用群では各線量間で有意に細胞生存率が減少した。4-MU併用した際の細胞死増強
効果を確認するために、annexin V及びPI染色によりアポトーシス細胞を測定した。A
nnexin V及びPI陽性細胞の割合は4-MU投与または2 Gy X線照射処理から6時間後に
最も増加し、2 Gy X線照射単独 (9.12 ± 0.52 %)及び4-MU単独投与 (10.13 ± 0.03 %)
に比べて併用群で有意にアポトーシス細胞が増加した (12.58 ± 0.23 %)。これらの結果
から、4-MUがHT1080に対するX線照射の致死効果を向上させることが示唆された。 
 続いて、4-MU及びX線照射併用時の網羅的なmRNA発現を調べるためにマイクロア
レイ解析を行った。コントロールに比べて変動があった遺伝子の数はそれぞれ4-MU
単独で2,873、2 Gy X線照射単独で4,085、併用で3,179だった。IPAによるシグナル伝
達経路解析により変動した遺伝子を既知のシグナル伝達経路に当てはめた際に、その
経路を活性化するのかどうかをz-scoreにて判定した。その結果、2 Gy X線照射単独で 
 
【細則様式第１－２号続き】 
IL-6やIL-8及びToll-like receptor signalingのような炎症に関わる伝達経路が活性化さ
れている一方で、4-MUが投与されると不活性化されることが明らかとなった。さらに
上流遺伝子解析の結果より、炎症に関わる遺伝子の中でも特にIL-1α及びIL-1βが抑制
されていることが明らかとなった。マイクロアレイ解析結果の再現性として、IL-1α、
IL-1β及びIL-6のmRNA発現をリアルタイムPCR、培養上清中の濃度をELISAにて測
定した。X線照射単独処理群におけるIL-1α及びIL-1βのmRNA相対発現量はコントロ
ール群と比べて約2倍増加した一方で、4-MUが投与されると約4割まで減少した。培上
清中のIL-1β濃度はmRNA発現と同様の傾向を示した。しかし、IL-1αの培養上清中濃
度は、mRNA発現傾向とは逆に4-MU投与群でコントロール群の約3倍上昇した。4-M
U処理または2 Gy X線照射から24時間後のみの測定のため、IL-1αが4-MUにより安定
化しているのか、もしくは24時間以内にmRNA発現が著しく増加しているのかは不明
である。IL-6のmRNA相対発現量は2 Gy X線照射するとコントロール群と比較して1.
7倍上昇したが、4-MU投与により0.8倍減少した。培養上清中のIL-6濃度も同様の傾向
を示した。これらの結果から、4-MUはIL-1β産生の抑制を介して、X線照射により誘
導されるIL-6発現及び産生の増加を抑制することが示唆された。 
ヒアルロン酸はヒアルロニダーゼや酸化ストレスによって切断され、マクロファー
ジの活性を刺激し、ヒアルロン酸/CD44の相互作用を介してIL-1βのような炎症性サイ
トカイン放出を促進することが報告されている。また、IL-1β及びTumor necrosis fac
tor (TNF)αはSOD2を誘導し、細胞内で生成した活性酸素を分解することが示されてい
る。X線照射による主な細胞殺傷作用は、活性酸素種 (ROS)またはフリーラジカルを生
成し、間接的または直接的にDNA鎖を切断することである。したがって、4-MUによ
るIL-1β抑制効果は、細胞内にROSの蓄積を促すことによって放射線の殺傷効果を向上
している可能性が示唆された。 
以上の結果より、4-MUは炎症性サイトカインIL-1β及び-6の産生を阻害することに
よって、HT1080細胞の放射線感受性を向上させたことから、放射線治療の有効性は4
-MUとの併用により増強できる可能性が示唆された。 
 
 
【細則様式第１－２号続き】 
 
学位論文のもととなる研究成果としての筆頭著者原著 
 
論 文 題 目 
Regulation of radiosensitivity by 4-methylumbelliferone via 
suppression of interleukin-1 in fibrosarcoma cells 
著 者 名 
Ryo Saga, Kazuki Hasegawa, Kosho Murata, Mitsuru Chiba, 
Toshiya Nakamura, Kazuhiko Okumura, Eichi Tsuruga, Yoichiro 
Hosokawa 
掲載学術誌名 Oncology Letters 
巻，号，項 17: 3555-3561 
掲載年月日 2019年 2月 6日 
 
 
  


Regulation of radiosensitivity in human fibrosarcoma cells by 4-methylumbelliferone

弘前大学博士（医学）掲載誌：弘前医学, 69, 155-162, 201

太田, 大地

Effect of anesthetic induction with propofol versus thiopental on outcomes of newborns and women undergoing cesarean section: a propensity score matching analysis

弘前大学博士（医学）掲載誌：弘前医学, 69, 163-171, 201

田中, 奈保子

Vitamin a Deficiency Impairs Host Resistance to Listeria Monocytogenes Infection Through Excessive Apoptosis of macrophages

弘前大学博士（医学）掲載誌：Digestion, 99, 252-259, 201

大圃, 研

Efficacy of Upper Gastrointestinal Endoscopic Examination to Identify Patients with Obstructive Sleep Apnea Syndrome: A Retrospective Cross-Sectional Study

弘前大学博士（医学）掲載誌：Digestion, 12, 1-10, 201

明本, 由衣

Gastric Focal Neutrophil Infiltration and Wide Duodenal Gastric Foveolar Metaplasia Are Histologic Discriminative Markers for Crohn's Disease and Behçet's Disease

弘前大学博士（医学）掲載誌：Journal of Dermatological Science, 82, 50-53, 201

六戸, 亜希子

Immunosuppressive effect of adipose-derived stromal cells on imiquimod-induced psoriasis in mice

大野, 俊明

 
注）和文 2,000字以内又は英文 800語以内                 続紙 有□ 無□ 
 
様式第２号（第５条，第１１条関係） 
「課程博士用」 
 
学 位 論 文 の 要 旨 
専    攻 安全システム工学 専攻 
ふりがな 
氏  名 
おおの としあき 
大野  俊明   
学位論文題目 
Gravitational bending angle of light with finite-distance corrections 
in stationary axisymmetric spacetimes  
(定常軸対称時空における有限距離補正を伴った重力による光の曲がり角 
) 
 
 学位論文要旨 
 The gravitational bending of light by mass led to the first experimental confirmations of the 
theory of general relativity. In modern astronomy and cosmology, the gravitational lensing is 
widely used as one of the important tools for probing extrasolar planets, dark matter and dark 
energy. A lot of calculations of the gravitational bending of light have been done not only for 
black holes but also for other objects such as wormholes and gravitational monopoles. For 
example, S. V. Iyer and A. O. Petters (2007) investigate the strong-deflection by the 
gravitational lens, V. Perlick (2004) study the lensing by a Barriola-Vilenkin monopole and 
also that by an Ellis wormhole and T. Kitamura, K. Nakajima, and H. Asada (2013) study the 
gravitational lensing by a lens model whose gravitational potential depends on the inverse 
distance to the n-th power. 
 In 2008, Gibbons and Werner proposed an alternative way of deriving the deflection angle 
of light. They used the Gauss-Bonnet theorem to a spatial domain described by the optical 
metric, where they assumed that the source and receiver are located at an asymptotic region. 
By using the Gauss-Bonnet theorem, the bending angle of light in a static, spherically 
symmetric and asymptotically flat spacetime has been recently discussed, especially by taking 
account of the finite distance from a lens object to a light source and a receiver [Ishihara, 
Suzuki, Ono, Asada, Phys. Rev. D 95, 044017 (2017)].   
 We discuss a possible extension of the method of calculating the bending angle of light to 
stationary, axisymmetric and asymptotically flat spacetimes. To be more precise, we 
investigate the light rays on the equatorial plane in the axisymmetric spacetime. We introduce 
a spatial metric to define the bending angle of light in the finite-distance situation. We call this 
metric generalized optical metric. The price for using the generalized optical metric is that we 
have to take account of the geodesic curvature of the light ray in the optical geometry and have 
to do the path integral of the geodesic curvature. We note that the light ray is not necessarily 
geodesic in the optical geometry, though the light ray follows the null geodesic in a four-
dimensional spacetime.  
 
注）和文 2,000字以内又は英文 800語以内                 続紙 有□ 無□ 
 
 We show that the proposed bending angle of light is coordinate-invariant by using the Gauss-
Bonnet theorem. The non-vanishing geodesic curvature of the photon orbit with the 
generalized optical metric is caused in gravitomagnetism, even though the light ray in the 
four-dimensional spacetime follows the null geodesic. We consider Kerr spacetime and 
rotating Teo wormhole as examples in order to examine how the bending angle of light is 
computed by the present method.   
 In Kerr case, the finite-distance correction to the gravitomagnetic deflection angle due to the 
Sun’s spin is around a pico-arcsecond. The finite-distance corrections for SgrA* also are 
estimated to be very small. Therefore, the gravitomagnetic finite-distance corrections for 
these objects are unlikely to be observed with present technology.  
 The wormhole spacetime has a non-trivial structure. The metric for the rotating wormhole 
spacetime was found by E. Teo (1998). We obtain the deflection angle of light for an observer 
and source at finite distance from a rotating Teo wormhole. This results recover the 
asymptotic deflection angles by Jusufi and Ovgun (2018), if we take the far limit. 
It might be interesting to examine the gravitomagnetic bending of light by using other 
axisymmetric spacetimes in general relativity or in a specific theory of modified gravity.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


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