Identification of driver gene mutations in radiation-induced mammary carcinomas

• Project/Area Number: 17K00562
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Risk sciences of radiation and chemicals
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: Daino Kazuhiro 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線影響研究部, 研究統括(定常) (90543299)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 放射線 / ガンマ線 / 中性子線 / 乳癌 / サブタイプ / 遺伝子変異 / 次世代シーケンス / 乳がん / ゲノム / ゲノム変異

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we classified rat mammary carcinomas developed spontaneously or after exposure to neutrons and gamma-rays into luminal and non-luminal subtypes by immunohistochemistry. We then performed whole-exome sequencing to explore gene mutations in the tumors. Radiation-induced development of hormone receptor-positive mammary carcinomas was suggested by the immunohistochemical classification. The whole-exome sequencing identified somatic mutations in genes involved in DNA repair, cell growth, transcriptional regulation, and several signaling pathways, including Mapk, Pi3k/Akt, and Wnt, in the carcinomas. In addition, focal DNA copy number losses in the tumor suppressor genes were frequently observed in the carcinomas developed after radiation exposure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により得られた成果は、放射線被ばくによる発がんリスクを説明する分子メカニズムの解明や予防法の開発に有用である。また、照射群に生じた乳がんに特徴的なゲノム異常は、放射線で誘発されたがんの分子指標として発がんリスクの推定に役立つと考えられるため、今後さらなる解析を進める必要がある。

Research Products

• [Presentation] 放射線誘発ラット乳癌の全エクソーム解析 (2020)
  • Author(s): 森山ひとみ, 臺野和広, 今岡達彦, 高畠賢, 森岡孝満, 石川敦子, 井上一雅, 福士政広, 島田義也, 柿沼志津子
  • Organizer: 東京大学がんプロフェッショナル養成プラン大学院生研究発表会
• [Presentation] Subtype classification and whole-exome sequencing of γ-ray- or neutron-induced rat mammary carcinomas (2019)
  • Author(s): 森山ひとみ, 臺野和広, 今岡達彦, 高畠賢, 森岡孝満, 石川敦子, 井上一雅, 福士政広, 島田義也, 柿沼志津子
  • Organizer: 第62回日本放射線影響学会大会
• [Presentation] 中性子線誘発ラット乳がんの病理学的および遺伝子変異解析 (2019)
  • Author(s): 森山ひとみ, 臺野和広, 今岡達彦, 高畠賢, 森岡孝満, 石川敦子, 西村由希子, 井上一雅, 福士政広, 島田義也, 柿沼志津子
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第33回大会
• [Presentation] Whole-exome sequencing analysis to identify somatic mutations in radiation-induced rat mammary carcinomas (2019)
  • Author(s): Hitomi Moriyama, Kazuhiro Daino, Tatsuhiko Imaoka, Masaru Takabatake, Takamitsu Morioka, Atsuko Ishikawa, Kazumasa Inoue, Masahiro Fukushi, Yoshiya Shimada, Shizuko Kakinuma
  • Organizer: The 16th International Congress of Radiation Research
• [Presentation] 次世代シークエンス解析による放射線誘発ラット乳がんのゲノム変異探索 (2019)
  • Author(s): 森山ひとみ、臺野和広、今岡達彦、高畠賢、西村由希子、森岡孝満、島田義也、福士政広、柿沼志津子
  • Organizer: 東京大学がんプロフェッショナル養成プラン大学院生研究発表会
• [Presentation] 全エクソンシーケンス解析による137Csγ線誘発ラット乳がんのゲノム変異探索 (2018)
  • Author(s): 森山ひとみ、臺野和広、今岡達彦、高畠賢、森岡孝満、石川敦子、西村由希子、福士政広、島田義也、柿沼志津子
  • Organizer: 若手放射線生物学研究会・日本保健物理学会若手研究会 合同勉強会
• [Presentation] 全エクソーム解析による 放射線誘発ラット乳がんのゲノム変異探索 (2018)
  • Author(s): 森山ひとみ、臺野和広、今岡達彦、高畠賢、森岡孝満、石川敦子、福士政広、島田義也、柿沼志津子
  • Organizer: 日本放射線影響学会第61回大会
• [Presentation] γ線誘発ラット乳がんにおける全エクソーム解析を用いたゲノム変異探索 (2018)
  • Author(s): 森山ひとみ、臺野和広、今岡達彦、高畠賢、森岡孝満、石川敦子、福士政広、島田義也、柿沼志津子
  • Organizer: 平成30年度若手放射線生物学研究会専門研究会
• [Presentation] 137Csγ線あるいは2MeV速中性子線の被ばくにより誘発されるラット乳がんの分子生物学的特徴 (2017)
  • Author(s): 森山 ひとみ, 臺野 和広, 今岡 達彦, 西村 まゆみ, 西村 由希子, 森岡 孝満, 井上 一雅, 柿沼 志津子, 福士 政広, 島田 義也
  • Organizer: 第54回アイソトープ・放射線研究発表会
• [Presentation] γ線または中性子線誘発ラット乳がんにおけるサブタイプ分類とゲノム変異の解析 (2017)
  • Author(s): 森山 ひとみ, 臺野 和広, 今岡 達彦, 高畠 賢, 西村 由希子, 西村 まゆみ, 森岡 孝満, 井上 一雅, 島田 義也, 福士 政広, 柿沼 志津子
  • Organizer: 日本放射線影響学会第60回大会