放射線照射により誘導されるミトコンドリア関連死の機構解明

• 研究課題/領域番号: 10671786
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態科学系歯学(含放射線系歯学)
• 研究機関: 独立行政法人放射線医学総合研究所
• 研究代表者: 馬嶋 秀行 放射線医学総合研究所, 国際宇宙放射線医学研究センター, 研究員 (60165701)
• 研究分担者: 安藤 興一 放射線医学総合研究所, 国際宇宙放射線医学研究センター, 研究員 (00159526)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 放射線 / アポトーシス / ミトコンドリア / 致死機構 / 活性酸素 / 高感受性 / ビタミンE / 染色体異常 / 生存率 / DNA2重鎖切断

研究概要

本研究の目的は、放射線による細胞の死がミトコンドリアを介しおこる、すなわちMitochondria mediated cell deathがおこることを明らかにし、またその機構について解明することにある。ミトコンドリア障害を示す細胞が、放射線に対し高感受性を示せば、ミトコンドリアの障害が直接あるいは、間接的に細胞の致死を決定することが証明できる。
初年度では、まず、ミトコンドリア内電子伝達系の障害されている細胞について、この細胞が、放射線に対しどのような感受性を示すかを種々のエンドポイントを用い調べた。親細胞株はヒト由来骨肉種細胞143Bであり、ミトコンドリア内電子伝達系障害細胞は143B細胞から由来した143B-87細胞である。X線に対する生存率をコロニー形成法で調べた結果、143B-87細胞は放射線感受性が5Gyの照射でおよそ100分の1に低下することがわかった。次年度では、143B-87細胞のこの放射線高感受性がアポトーシスによるかを調べた。染色体のフラグメンテーションにて調べた結果、143B細胞と143B-87細胞では、アポトーシスの頻度がほぼ同等におこることがわかり、さらにアポトーシスの指標となるPARP(poly-ADP ribose polymerase)の切断でも、切断が認められず、よって、この感受性の差は、アポトーシスによるものではないことが判明した。さらに、この感受性はビタミンEの投与により軽減されることがわかり、間接的に143B-87細胞の放射線感受性増加は活性酸素の増加に伴うことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Mutations in the promoter reveal a cause for the reduced expression of the human manganese superoxide dismutase gene in cancer cells (1999)
  • 著者名/発表者名: Xu Y, Krishnan A, Wan XS, Majima H, Yeh C-C, Ludewig G, Kasarskis EJ, St Clair DK
  • 雑誌名: Oncogene 18 ページ: 93-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Measurements of the equivalent whole-body dose during radiation therapy by cytogenetic methods (1999)
  • 著者名/発表者名: Durante M, Yamada S, Ando K, Furusawa Y, Kawata T, Majima H, Nakano T, Tsujii H
  • 雑誌名: Physics in Medicine and Biology 44 ページ: 1289-1298
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Association between G2-phase block and radiation-induced chromosome fragment repair in human lymphocytes (1999)
  • 著者名/発表者名: Durante M, Furusawa Y, Majima H, Kawata T, Gotoh E
  • 雑誌名: Radiation Research 151 ページ: 670-676
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Theoretical strategy : How to make treatment planning for heavy ion-beam therapy? (1999)
  • 著者名/発表者名: Majima HJ, Suzuki M, Ando K, Sakata K, Suzuki N, Okada S, Suzuki S, Miyamoto T, Fujitaka K, Fujii H, Yamada S, Tsujii H, Urano M
  • 雑誌名: Jpn.J.Med.Phys. 19 ページ: 37-47
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] An intronic NF-κB element is essential for induction of the human manganese superoxide dismutase gene by tumor necrosis factor-α and interleukin-1β (1999)
  • 著者名/発表者名: Xu Y, Kiningham KK, Devalaraja N, Yeh C-C, Majima H, Kasarskis EJ, St Clair DK
  • 雑誌名: DNA and Cell Biology 18 ページ: 709-722
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutations in the promoter reveal a cause for the reduced expression of the human manganese superoxide dismutase gene in cancer cells. (1999)
  • 著者名/発表者名: Xu Y, Krishnan A, Wan XS, Majima H, Yeh C-C, Ludewig G, Kasarskis EJ, St Clair DK
  • 雑誌名: Oncogene 18 ページ: 93-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Measurements of the equivalent whole-body dose during radiation therapy by cytogenetic methods. (1999)
  • 著者名/発表者名: Durante M, Yamada S, Ando K, Furusawa Y, Kawata T, Majima H, Nakano T, Tsujii H
  • 雑誌名: Phys.Med.and Biol. 44 ページ: 1289-1298
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Association between G2-phase block and radiation-induced chromosome fragment repair in human lymphocytes. (1999)
  • 著者名/発表者名: Durante M, Furusawa Y, Majima H, Kawata T, Gotoh E
  • 雑誌名: Radiat.Res. 151 ページ: 670-676
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An intronic NF-κB element is essential for induction of the human manganese superoxide dismutase gene by tumor necrosis factor-α and interleukin-1β (1999)
  • 著者名/発表者名: Xu Y, Kiningham KK, Devalaraja N, Yeh C-C, Majima H, Kasarskis EJ, St Clair DK
  • 雑誌名: DNA Cell Biol. 18 ページ: 709-722
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prevention of mitochondrial injury by manganese superoxide dismutase reveals a primary mechanism for alkaline-induced cell death. (1998)
  • 著者名/発表者名: Majima H, Oberley TD, Furukawa K, Mattson MP, Yen H-C, Szweda LI, St.Clair DK
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 273 ページ: 8217-8224
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Evidence for mRNA expression of Vascular Endothelial Growth Factor by X-ray irradiation in a Lung Squamous Carcinoma Cell Line. (1998)
  • 著者名/発表者名: Ando S, Nojima K, Majima H, Ishihara H, Suzuki M, Furusawa Y, Yamaguchi H, Koike S, Ando K, Yamauchi M, Kuriyama T
  • 雑誌名: Cancer Letter 132 ページ: 75-80
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Risk evaluation of cosmic-ray exposure in long-term manned space mission. (1999)
  • 著者名/発表者名: Fujitaka K, Majima H, et al.
  • 総ページ数: 187
  • 出版者: Kodansha Scientific ltd. Tokyo
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hideyuki Majima et al.: "Mutations in the promoter reveal a cause for the reduced expression of the human manganese superoxide dismutase gene in cancer cells"Oncogene. 18. 93-102 (1999)
• [文献書誌] Hideyuki J.Majima et al.: "Theoretical strategy : How to make treatment planning for heavy ion-beam therapy?"Jpn.J.Med.Phys.. 19. 37-47 (1999)
• [文献書誌] Hideyuki J.Majima et al.: "Association Between G2-phase block and radiation-induced chromosome fragment repair in human lymphocytes"Radiat.Res.. 151. 670-676 (1999)
• [文献書誌] Koichi Ando et al.: "X-rays vs.carbon-ion tumor therapy : Measurements of the equivalent whole-body dose during radiation therapy by cytogenetic methods"Phys.Med.Biol.. 44. 1289-1298 (1999)