コロニー形成アッセイで継承される救助効果は、放射線応答に影響します

非照射細胞が放射線損傷を示すことができることはよく知られており（傍観者効果）、最近の発見は、非照射細胞が照射された細胞の保護に役立つ可能性があることを示しています（救助効果）。これらの発見は、放射線応答の伝統的な見解に疑問を投げかけています。細胞は孤立したユニットとして想像できません。ここでは、従来のコロニー形成アッセイを調査して、さまざまな数の細胞、変調ビーム照射、培地伝達を伴うコロニー形成アッセイを使用して、放射応答に影響を与える細胞通信を含むかどうかを判断しました。私たちの発見は、照射細胞の数が増加すると、生存率が徐々に増加することを示しました。具体的には、DU-145ヒト前立腺癌細胞の場合、生存率は5-12 GY照射の後に1.9から4.1倍増加しました。MM576ヒト黒色腫細胞の場合、生存率は5 Gy照射後1.9倍増加しました。さらに、照射された細胞が非照射細胞と通信できる調節ビーム照射後、生存率の増加が明らかでした。高密度の細胞培養の媒体も生存率を高めました。結果は、従来のコロニー形成アッセイが放射線の結果と生存曲線の形状に影響を与える避けられない細胞通信を含むことを示唆しています。また、変調されたビーム照射後のフィールド内生存率の増加は、同じ効果によるものであることを提案します。

It is well known that nonirradiated cells can exhibit radiation damage (bystander effect), and recent findings have shown that nonirradiated cells may help protect irradiated cells (rescue effect). These findings call into question the traditional view of radiation response: cells cannot be envisioned as isolated units. Here, we investigated traditional colony formation assays to determine if they also comprise cellular communication affecting the radiation response, using colony formation assays with varying numbers of cells, modulated beam irradiation and media transfer. Our findings showed that surviving fraction gradually increased with increasing number of irradiated cells. Specifically, for DU-145 human prostate cancer cells, surviving fraction increased 1.9-to-4.1-fold after 5-12 Gy irradiation; and for MM576 human melanoma cells, surviving fraction increased 1.9-fold after 5 Gy irradiation. Furthermore, increased surviving fraction was evident after modulated beam irradiation, where irradiated cells could communicate with nonirradiated cells. Media from dense cell culture also increased surviving fraction. The results suggest that traditional colony formation assays comprise unavoidable cellular communication affecting radiation outcome and the shape of the survival curve. We also propose that the increased in-field surviving fraction after modulated beam irradiation is due to the same effect.