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Identification of radiation-sensitive genes for achieving precision medicine for medical radiation protection

Research Project

Project/Area Number 19H04270
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Matsuura Shinya  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (90274133)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮本 達雄  山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40452627)
阿久津 シルビア夏子 (AkutsuSilviaNatsuko)  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10822299)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords放射線感受性 / 個人差 / ゲノム編集 / 医療放射線防護
Outline of Research at the Start

X線検査やCT検査が発がんリスクを増加させることが知られており、放射線感受性の高い小児や、遺伝的感受性の高い人が医療放射線被ばくを受ける際は特別な配慮が必要である。本研究では、放射線高感受性として知られる卵巣がん患者の全エクソーム解析により同定した、放射線感受性の候補遺伝子について、モデル細胞を作製して、放射線感受性に対する効果サイズを定量化する。本研究により、医療放射線防護のプレシジョン・メディシン実現に向けた遺伝学的な分子基盤の整備が大きく進むと期待される。

Outline of Final Research Achievements

The human population includes genetically susceptible individuals with radiation sensitivity, and there is concern that such individuals may have an increased risk of cancer upon medical radiation exposure. However, the genetic predisposition has not yet been fully elucidated. In this study, we performed whole-exome sequencing of 29 ovarian cancer patients and detected the NBS1 I171V variant. To clarify whether this variant indeed contributes to chromosomal radiosensitivity, we generated NBS1 I171V variant homozygous knock-in HCT116 cells and mice using the CRISPR/Cas9 system. Radiation-induced micronucleus formation and chromosomal aberration frequency were significantly increased in both HCT116 cells and mouse embryonic fibroblasts with knock-in of the NBS1 I171V variant compared with the levels in wild-type cells. These results suggested that the NBS1 I171V variant might be a genetic factor underlying individual differences in chromosomal radiosensitivity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で、放射線感受性を規定する代表的なNBS1遺伝子のVUS(Variant of Uncertain Significance)について、ヒトモデル細胞とノックインモデルマウスを作成して、放射線感受性を指標にVUSを再分類することに成功した。クリニカルシーケンスで検出される放射線感受性遺伝子のバリアントには病的意義が不明のものが多く、その場合、医学的管理方針の確立は困難である。本研究はそのようなUVSの評価に有用であり、医療放射線防護のプレシジョン・メディシン実現に向けて研究基盤の整備が大きく進むことが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] iPSC reprogramming-mediated aneuploidy correction in autosomal trisomy syndromes2022

    • Author(s)
      Akutsu Silvia Natsuko、Miyamoto Tatsuo、Oba Daiju、Tomioka Keita、Ochiai Hiroshi、Ohashi Hirofumi、Matsuura Shinya
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 3 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0264965

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    • Author(s)
      Miyamoto T, Hosoba K, Akutsu SN, Matsuura S
    • Journal Title

      Methods Mol Biol

      Volume: 2374 Pages: 49-57

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1701-4_5

    • ISBN
      9781071617007, 9781071617014
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  • [Journal Article] NBS1 I171V variant underlies individual differences in chromosomal radiosensitivity within human populations2021

    • Author(s)
      Tomioka K, Miyamoto T, Akutsu SN, Yanagihara H, Fujita K, Royba E, Tauchi H, Yamamoto T, Koh I, Hirata E, Kudo Y, Kobayashi M, Okada S, Matsuura S
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98673-7

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    • Author(s)
      Yukimoto Hiroki、Miyamoto Tatsuo、Kiyono Tohru、Wang Shujie、Matsuura Shinya、Mizoguchi Akira、Katayama Naoyuki、Inagaki Masaki、Kasahara Kousuke
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 527 Issue: 3 Pages: 716-722

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.048

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    • Author(s)
      Fujita Harumi、Sasaki Takashi、Miyamoto Tatsuo、Akutsu Silvia Natsuko、Sato Showbu、Mori Takehiko、Nakabayashi Kazuhiko、Hata Kenichiro、Suzuki Hisato、Kosaki Kenjiro、Matsuura Shinya、Matsubara Yoichi、Amagai Masayuki、Kubo Akiharu
    • Journal Title

      Aging Cell

      Volume: 19 Issue: 11 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1111/acel.13251

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      冨岡啓太、阿久津シルビア夏子、柳原啓見、田内広、山本卓、工藤美樹、小林正夫、宮本達雄、松浦伸也
    • Journal Title

      広島医学

      Volume: 73(4) Pages: 224-227

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      宮本達雄、藤田和将、松浦伸也
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      医学のあゆみ

      Volume: 273(9) Pages: 20977-20982

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  • [Journal Article] Applications of Genome Editing Technology in Research on Chromosome Aneuploidy Disorders2020

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      Akutsu Silvia Natsuko、Fujita Kazumasa、Tomioka Keita、Miyamoto Tatsuo、Matsuura Shinya
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 239-239

    • DOI

      10.3390/cells9010239

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      Miyamoto T, Hosoba K, Itabashi T, Iwane AH, Akutsu AN, Ochiai H, Saito Y, Yamamoto T, Matsuura S
    • Journal Title

      EMBO Journal

      Volume: - Issue: 12

    • DOI

      10.15252/embj.2019103499

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  • [Journal Article] Familial rhabdomyosarcoma due to germline bi-allelic variants of BUB1B2019

    • Author(s)
      Yoshida K, Yamaoka S, Yoshida M, Nakabayashi K, Shirai R, Osumi T, Kiyotani C, Akutsu SN, Miyamoto T, Hata K, Kiyokawa N, Yoza Y, Matsumoto K, Matsuura S, Kato M
    • Journal Title

      Pediatric Blood & Cancer

      Volume: 66 Issue: S5

    • DOI

      10.1002/pbc.28049

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  • [Journal Article] ゲノム編集 実験スタンダード「培養細胞でのゲノム編集」2019

    • Author(s)
      宮本達雄、藤田和将、阿久津シルビア夏子、松浦伸也
    • Journal Title

      実験医学別冊

      Volume: - Pages: 173-183

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  • [Presentation] iPSC reprogramming-mediated random trisomy correction in aneuploidy syndromes2022

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      Silvia Natsuko Akutsu, Tatsuo Miyamoto, Daiju Oba, Keita Tomioka, Hiroshi Ochiai, Hirofumi Ohashi, Shinya Matsuura
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      The 6th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
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  • [Presentation] ゲノム編集法を用いた放射線感受性細胞の作製と解析2022

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      松浦伸也
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      第3回放射線災害・医科学研究拠点ワークショップ
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      阿久津シルビア夏子、宮本達雄、冨岡啓太、大場大樹、大橋博文、松浦伸也
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      第5回放射線災害・医科学研究拠点カンファランス
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  • [Presentation] iPSC reprogramming-mediated aneuploidy correction in autosomal trisomy syndromes2021

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      Silvia Natsuko Akutsu, Tatsuo Miyamoto, Keita Tomioka, Daiju Oba, Hirofumi Ohashi, Shinya Matsuura
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      第44回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 繊毛病としてのペルオキシソーム形成不全症・Zellweger症候群2020

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      宮本達雄、細羽康介、板橋岳志、岩根敦子、阿久津シルビア夏子、落合 博、斎藤裕見子、山本 卓、松浦伸也
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      第65回日本人類遺伝学会
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      藤田 春美、佐々木 貴史、宮本 達雄、阿久津 シルビア 夏子、佐藤 尚武、森 毅彦、中林 一彦、秦 健一郎、鈴木 寿人、小崎 健次郎、松浦 伸也、松原 洋一、天谷 雅行、久保 亮治
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      井坂美帆、大場大樹、小林美和、阿久津シルビア夏子、宮本達雄、松浦伸也、大橋博文
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  • [Presentation] 機能ゲノミックスを用いた放射線感受性個人差を規定する遺伝素因の探索2020

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      宮本達雄, 冨岡啓太, 藤田和将, 阿久津シルビア夏子, 工藤美樹, 小林正夫, 岡田賢, 田内広, 松浦伸也
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      第63回日本放射線影響学会
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      Tatsuo Miyamoto, Kosuke Hosoba, Takeshi Itabashi, Atsuko H. Iwane, Silvia Natsuko Akutsu, Hiroshi Ochiai, Yumiko Saito, Takashi Yamamoto, Shinya Matsuura
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      第43回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] NBS1 I171V多型による放射線感受性個人差の定量的評価2020

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  • [Presentation] iPSC reprogramming-mediated aneuploidy correction in autosomal trisomy syndromes2020

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      Silvia Natsuko Akutsu, Tatsuo Miyamoto, Keita Tomioka, Daiju Oba, Hirofumi Ohashi, Shinya Matsuura
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      The 5th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
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  • [Presentation] Quantitative evaluation of the NBS1 I171V variant on radiosensitivity.2020

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      Tomika K, Fujita K, Akutsu SN, Tauchi H, Yamamoto T, Kobayashi M, Kudo Y, Miyamoto T, Matsuura S
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      宮本達雄、冨岡啓太、阿久津シルビア夏子、小林正夫、工藤美樹、松浦伸也
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      冨岡啓太、阿久津シルビア夏子、柳原敬見、田内 広、山本 卓、小林正夫、工藤美樹、宮本達雄、松浦伸也
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      Akutsu SN, Ochiai H, Yamamoto T, Ohashi H, Miyamoto T, Matsuura S
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      Yoshida K, Yamaoka S, Yoshida M, Nakabayashi K, Shirai R, Osumi T, Kiyotani C, Akutsu SN, Miyamoto T, Hata K, Kiyokawa N, Yuza Y, Matsumoto K, Matsuura S, Kato M
    • Organizer
      第61回小児血液・がん学会学術集会(広島)
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  • [Presentation] 放射線感受性の遺伝的個人差を規定する候補素因としてのNBS1遺伝子I171V多型の逆遺伝学的解析2019

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      冨岡啓太、阿久津シルビア夏子、柳原啓見、田内 広、山本 卓、小林正夫、工藤美樹、宮本達雄、松浦伸也
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会(福岡)
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  • [Presentation] 新規ATLD変異細胞を用いたMRN複合体形成タンパク質の発現制御メカニズムの解析2019

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      河村香寿美、松浦伸也、小松賢志、小林純也、鈴木啓司
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会(福岡)
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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