国連科学委員会1977年報告 p.476～477　ANNEX H　375 376 377　トリチウム水によるヒトリンパ球の染色体異常の誘導　堀雅明　中井斌による研究

　以下の、国連科学委員会（UNSCEAR）1977年報告に掲載された、トリチウム水によるヒトリンパ球の染色体異常の誘導　堀雅明　中井斌による研究である（UNSCEAR 1977 ANNEX H　375 376 377）。その前の372から全文を紹介する。DeepLによる翻訳である。

2. トリチウム(3H)

(a)マウスの優性致死遺伝の誘発

372. Carsten and Commerford (81) と Carsten and Cronkite (80) は、トリチウム水（HTO）を与えたマウス（ランダム飼育の Hale-Stoner-Brookhaven 系統）において、ドミナントレサルを誘発する研究結果を発表している。HTO試験動物は、4週齢の離乳時からHTO（3μCi/ml）で飼育された8週齢の動物の交配から生まれた初産マウスであった。対照動物は、コロニーから採取した水道水飼育の初生児マウスである。2世代目の動物から、優性致死試験用に4つの実験群を設定した。グループlは、雄と雌の両方がHTOを投与された動物で構成された。グループ2のメスはHTOを、オスは水道水を投与した。第3群は第2群とは逆に、第4群には水道水のみを与えた（雌雄とも）。8週齢になると、各グループにおいて、各オスは5匹のメスと5日間交配し、この交配期間の中間点から15日後にメスを殺し、子宮内容物を調べて優性致死を評価した。
373. その結果、対照群366頭、第1群764頭、第2群315頭、第3群316頭の妊娠雌牛に基づき、男女ともにHTOにより優性致死が誘発されることが明確に示された。交配相手が2人とも、あるいは雌だけがトリチウムを投与された場合、生存胚の数は著しく減少した。同様に、交配相手を両方ともトリチウムにした場合、初期死亡（暗黒モグラ）の発生率が対照群より有意に高くなった。雄だけを処理しても同様の効果が得られたが、これは有意ではなかった。着床後の死亡率（著者らの用語では早期死亡＋後期死亡）を比較の基準とすると、第2群および第3群のHTOによる死亡率の増加は男女とも同じ大きさであり、第1群（男女ともHTO）ではその効果は第2群または第3群のほぼ2倍であった。現在の実験は、1.0μCi/mlの低濃度でこれらの研究を繰り返すことに向けられている。

(b) 雄マウスにおける特異的遺伝子座突然変異の誘発

374. Cummingら(128)はマウスにおける3H誘発特異的遺伝子突然変異に関する最初の一連の実験を完了し、あらゆる哺乳動物におけるそのような遺伝子突然変異に関する利用可能な唯一のデータを提供した。既存の原子力施設だけでなく、計画中の制御熱核反応炉からもトリチウムが放出される可能性があることを考慮すると、これらのデータは非常に重要である。合計 14 群の雄を使用した。その結果、トリチウムの崩壊によるベータ線は、精原細胞および減数分裂後の段階で特定の遺伝子座の突然変異を誘発することが示された。精原細胞に照射した生殖細胞から生まれた合計20 626個に16個の突然変異が、また、減数分裂後のステージに照射した7943個に11個の突然変異が確認された。精原細胞の平均吸収線量は700rad、後生物細胞のそれは430radと推定された。これらのデータから推定される突然変異率は、精原細胞では1遺伝子座当たり1.58 10-7 rad-1、その他の段階では1遺伝子座当たり4.60 10-7 rad-1である。これらの突然変異率は、X線またはガンマ線による同等の外部被曝線量から予想される統計的限界の範囲内である。精子形成後段階のRBEの点推定値は1に近く、信頼区間はかなり広い。精原細胞のRBEは2をやや上回り、信頼区間には1も含まれている。7つの遺伝子座における突然変異体の分布は、ガンマ線によって生じた分布とは異なる可能性があることを示すいくつかの兆候がある：注目すべきは、突然変異のうち1つだけがs遺伝子座にあったという観察である（予想では約5、6個となる）。最近の研究では、Cumming と W. L. Russell (129) が精原細胞における突然変異の誘発に注目し、トリチウム照射に関するより広範なデータの収集に従事している。

(c) トリチウム水によるヒトリンパ球の染色体異常の誘発 ( HTO )

375. Hori and Nakai (233) と Bocian ら (39) は、in vitro でトリチウム水に暴露されたヒトリンパ球に染色体異常が誘発されることを報告している。HoriとNakaiの研究では、トリチウムの濃度は1 10-6 μCi/mlから1 10-2 μCi/mlで、細胞は培養中の全期間（48時間）被曝させられた。Bocianらは2つの方法を用いた。1つは(著者らの用語で「急性被曝」)、リンパ球をPHA刺激前に2時間被曝させ(濃度範囲、1.71-14.36 mCi/ml)、その後洗浄、培養したもの(53時間培養)、もう一つは(「長期的な系列」)は細胞を53時間にわたって被曝させた(濃度範囲、0.063-0.51 mCi/ml)。
376. その結果、長時間の被曝（48時間または53時間）では、生じた異常は主にギャップ、欠失、断片などの染色体タイプであり、染色体交換は比較的少なかったことが分かった。
     交換は比較的少なかった。堀と中井が用いた濃度範囲では、低濃度では誘発される切断の数に対する線量効果曲線は非常に複雑であった。Bocianらの仕事と彼らが使用した濃度範囲では
     Bocianらの研究および彼らが用いた濃度範囲では、染色体異常の頻度は線量に対して直線的に増加した。しかし、各グループが使用した固定時間は1回だけで、しかも濃度の範囲が異なっていたので、2つのグループの著者間の頻度の定量的比較は不可能であった。
377. Bocianらの2時間暴露実験では、染色体異常の誘発が確認された（ダイセントリック、セントリックリング、ターミナルおよびインタースティシャル欠失）。ダイセントリックとリングのデータ、および欠失のデータは、線形＋二次モデルによく適合した。X線照射実験（50-300radの急性線量）で得られたデータを用いた。Bocianらは、二動原体＋動原体輪の誘発に対するRBEは約1.2であると推定している。

原文　

SOURCES AND EFFECTS
OF IONIZING RADIATION
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation
1977 report to the General Assembly, with annexes

2. Tritium (3 H)

(a) Induction of dominant lethals in mice

372. Carsten and Commerford (81) and Carsten and Cronkite (80) have published the results of their studies on the induction of dominant lethals in mice (random-bred, Hale-Stoner-Brookhaven strain) fed with tritiated water (HTO). The HTO test animals were first-litter mice resulting from breeding of eight-week-old animals that had been maintained on HTO (3 μCi/ml) since weaning at four weeks of age. The control animals were first-litter mice taken from the colony and maintained on tap water. From the second generation animals. four experimental groups were established for dominant lethal tests. Group l consisted of animals where both the male and female were on HTO. Group 2 females received HTO. males, tap water. In group 3, the situation was the reverse of that in group 2. and group 4 received only tap water (both males and females). At eight weeks of age, in each group. each male was mated to five females for a 5-day period, and 15 days after the mid-point of this breeding period, the females were killed and their uterine contents examined for assessing dominant lethality.
373. The results, based on 366 pregnant females in the controls, 764 in group 1, 315 in group 2. and 316 in group 3, clearly demonstrated that dominant lethals are induced by HTO in both sexes. Significantly fewer viable embryos were found when either both mating partners or only the female was maintained on the tritium regimen. Similarly. when both the partners were on tritium, the incidence of early death (dark mole) is significantly higher than in the control group. Treatment of the males only gave similar effects, but these were not significant. When post-implantation mortality (early plus late deaths in the authors’ terminology) is used as the basis for comparison, the increased mortality due to HTO in groups 2 and 3 is of the same magnitude in both sexes, and in group 1 (both sexes on HTO) the effect is nearly twice that in groups 2 or 3. Current experiments are directed at repeating these studies with a lower concentration of 1.0 μCi/ml.

(b) Induction of specific-locus mutations in male mice

374. Cumming et al. (128) have completed the first series of experiments on 3 H-induced specific-locus mutations in mice, providing the only data available on such gene mutations in any mammal. In view of possible levels of tritium release,. not only from existing nuclear installations but also from contemplated controlled thermonuclear reactors. these data are of great relevance. A total of 14 groups of males was used. Two groups were injected with 0.75 mCi, and the 12 others with 0.50 mCi, of tritiated water per gram of body weight.The results demonstrate that beta radiation from the decay of tritium can induce specific-locus mutations in spermatogonia as well as in post-meiotic stages: 16 mutations have been recovered among a total of 20 626 offspring derived from germ cells irradiated as spermatogonia and 11 in 7943 offspring from irradiated post-meiotic stages. The mean absorbed dose to the spermatogonial cells has been estimated to be 700 rad and that to post-meiotic cells, 430 rad. These data thus permit mutation-rate estimates of 1.58 10-7 rad-1 per locus for spermatogonia and 4.60 10-7 rad-1 per locus for the other stages. These rates are within the statistical limits of what would have been expected from a comparable external dose of x or eamma irradiation. The point estimate of the RBE for post-spermatogonial stages is close to 1, with fairly wide confidence intervals; that for spermatogonia is slightly above 2, with confidence intervals that include 1. There are some indications that the distribution of mutants among the seven loci may differ from that produced by gamma rays: noteworthy is the observation that only one of the mutations was at the s locus (the expectation would be about 5 or 6). In more recent studies, currently in progress at Oak Ridge.,Cumming and W. L. Russell (129) are engaged in collecting more extensive data on tritium irradiation, focusing attention on the induction of mutations in spermatogonia.

(c) Induction of chromosome aberrations in human lymphocytes by tritiated water ( HTO)

375. Hori and Nakai (233) and Bocian et al. (39) have reported on the induction of chromosome aberrations in human lymphocytes exposed to tritiated water in vitro.Exposures were carried out by the addition of whole blood to the culture medium containing tritiated water. In the work of Hori and Nakai, the concentration of tritium ranged from 1 10-6 μCi/ml to 1 10-2 μCi/ml, and the cells were exposed during their entire period in culture ( 48 h). Bocian et al., used two regimens: in one (“acute exposures” in the authors· terminology), the lymphocytes were exposed for a 2-h period prior to PHA stimulation (range of concentrations, 1.71-14.36 mCi/ml), after which they were washed and cultured (53-h cultures); in the other (“protracted series”) the cells were exposed during 53 h (concentration range, 0.063-0.51 mCi/ml).
376. The results indicate that with protracted exposures (48 or 53 h) the aberrations produced were mos~ly of the chromatid type. such as gaps. deletions and fragments, and there were relatively few chromatid
     exchanges. In the concentration range used by Hori and Nakai, the dose-effect curve for the number of breaks induced was quite complex at low concentrations. In the work of Bocian et al. and with the range of
     concentrations they used, the frequency of chromatid aberrations increased linearly with dose. A quantitative comparison of the frequencies between the two groups of authors is, however, not possible because each group used only one (but different) fixation time, and in addition. the ranges of concentration were different.
377. In the 2-hour exposure experiments of Bocian et al., chromosome-type aberrations were found to be induced (dicentrics, centric rings, terminal and interstitial deletions). The data for dicentrics plus rings, as well as those on deletions, gave a good fit to a linear plus quadratic model. Using the data obtained in x irradiation experiments (acute doses of 50-300 rad). Bocian et al. have estimated that the RBE for the induction of dicentrics plus centric rings is about 1.2.