古澤 之裕¹, 工藤 信樹², 近藤 隆³

Yukihiro FURUSAWA¹, Nobuki KUDO², Takashi KONDO³

¹富山県立大学生物学教室, ²北海道大学大学院情報科学研究院, ³富山大学大学院医学薬学研究部

¹Department of Biology, Toyama Prefectural University, ²Faculty of Information Science and Technology, Hokkaido University, ³Department of Radiology, Graduate School of Medicine and Pharmaceutical Sciences, University of Toyama

キーワード : cellular response, DNA damage, cavitation

超音波の生物作用は熱的作用と非熱的作用に分類され，超音波によるDNA損傷は主として非熱的作用によるものと考えられている．胎児診断の安全性の観点から多くのin vitro研究がなされてきた．DNAに生じる変化の検出技術の進歩とも相まって，水溶液内のDNAへの影響および細胞内DNAへの影響とその作用機序が急速に解明されつつある．一方でDNA損傷はその生成のみならず，修復を経た後に残存する損傷が重要であることが判明してきた．本稿では，歴史的背景を踏まえて，超音波照射により水溶液中のDNAに生じる損傷とその生成機序，細胞内に存在するDNAに生じる損傷の生成機序，および細胞応答ついて概説する．また，これらの基礎的な知見から超音波の生体影響研究における課題についても述べるとともに，超音波診断の安全性との関連についても考察する．

Recently, we reported on the occurrence of DNA double-strand breaks in different human cell lines exposed to ultrasound in vitro with some insight into the subsequent DNA damage response and repair pathways. The impact of these observed effects again sways between extremes. It could be advantageous if employed in gene therapy, wound and bone fracture-accelerated healing to promote cell proliferation, or in cancer eradication if the DNA lesions would culminate in cell death. Here, an overview of the rationale for therapeutic ultrasound and the salient knowledge on ultrasound-induced effects on the nucleus and genomic DNA is presented. The implications of the findings are discussed, hopefully to provide guidance to future ultrasound research.