ガドリニウム、ヨウ素、金や銀などの高Ｚ元素にＸ線を照射すると光電効果によりオージェ電子の放出がある。オージェ電子は短距離しか飛翔せず低エネルギーであるが、ＤＮＡ切断を引き起こし、がん細胞を殺傷する力が強い。この効果を用いて新規のがん治療を開発するための基礎研究を行うことが私たちの目的である。令和2年度の研究で、ガドリニウムを担持したナノ粒子をがんスフェロイドに取り込ませ、50.25 keVの単色X線を照射することで、がんスフェロイドがバラバラになり消滅することを明らかにしている。令和3年度はヨウ素担持ナノ粒子を合成し、がんスフェロイドに取り込ませ、単色X線照射によるがんスフェロイド破壊およびアポトーシス、DNA二重鎖切断を検討することにより、がんスフェロイド消滅のメカニズムを検討した。
合成したヨウ素担持ナノ粒子を卵巣がんの細胞から作られたがんスフェロイドに取り込ませた。その結果、がんスフェロイドを構成するがん細胞内にガドリニウムが取り込まれ、細胞核の近傍に局在した。ＳＰｒｉｎｇ－８にて、ヨウ素担持ナノ粒子を取り込んだがんスフェロイドに33.2 keVの単色Ｘ線を照射した結果、がんスフェロイドがバラバラになり消滅することを明らかにした。また、オージェ電子によるDNA二重鎖切断が起きるかどうかを33.0, 33.2, 33.4 keVの単色X線を照射後、がんスフェロイドをγ2AXに対する抗体を用いて検討した。このとき、33.2 keVの単色X線照射で最も高いDNA二重鎖切断が起きていることを明らかにした。さらにTUNELアッセイによりアポトーシスを検討したところ、DNA二重鎖切断同様、33.2 keVで最もアポトーシスの割合が高くなることを明らかにした。この単色X線照射による効果は非常にシャープであり、高Ｚ元素のＫ端エネルギーのところで強く効果が出ることを明らかにした。