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Analysis of the function of the senescent cells for exploring the link between ionizing radiation and carcinogenesis

Research Project

Project/Area Number 19K12322
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Kawai Hidehiko  広島大学, 医系科学研究科(薬), 准教授 (30379846)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords放射線 / 発がん / 幹細胞 / 変異 / 微小環境 / 放射線被曝 / がん / 細胞老化 / 老化
Outline of Research at the Start

放射線被曝によるがんの多くでは被曝の爪痕は検出されず、その発がんプロセスは未解明のままである。これまで申請者は、持続的な放射線被曝環境でマウス生体内の細胞及び培養細胞に細胞老化が高効率で誘導されることを見い出し、その分子機構に関する研究を行ってきた。最近、がん細胞への強制的な老化誘導が、がん幹細胞性リプログラミングを生じさせ、がんの悪性化に寄与していることが報告された。そこで本研究課題では、申請者のこれまでの研究と新たな知見を踏まえ、放射線被曝による“発がん”について“老化細胞”と“幹細胞性”の視点から明らかにすることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the mechanism of radiation carcinogenesis, we analyzed the radiation-induced cellular responses and mutations of irradiated iPS cells or iPS cells co-cultured with fibroblasts in which cellular senescence was induced by radiation, in order to investigate stem cell-specific mutations induced by radiation exposure. The results revealed that the mutations occurring in iPS cells were mediated by a certain DNA replication mechanism. Although stem cells were much less prone to radiation-induced mutations, such mutations were increased by cellular microenvironment, p53-status, and other many factors. The results of this study provide a new insight into the mechanism for radiation carcinogenesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

放射線被曝によるがんでは、被曝の爪痕としての特異的な変異が検出されず、その発がんプロセスは未解明である。本研究では、放射線によって幹細胞特異的に誘発される細胞応答性と変異に注目し、解析を行った。その結果、幹細胞におけるp53の機能、および、放射線により細胞老化が誘導された間質系細胞の幹細胞への影響、の2つの観点から、放射線によって幹細胞に誘発される変異に関し、新たな知見を得た。放射線によって幹細胞特異的に誘発される変異とその誘発機構の解明は、放射線発がんメカニズムの解明へとつながり、新しい発がんの予防法やがん治療法の開発へと貢献できるものであると考える。

Report

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

    (26 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Low-Dose-Rate Irradiation Suppresses the Expression of Cell Cycle-Related Genes, Resulting in Modification of Sensitivity to Anti-Cancer Drugs2022

    • Author(s)
      Shimabukuro K, Fukazawa T, Kanai A, Kawai H, Mekata K, Hirohashi N, Kakimoto N, Tanimoto K.
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11(3) Issue: 3 Pages: 501-501

    • DOI

      10.3390/cells11030501

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gene correction by 5'-tailed duplexes with short editor oligodeoxyribonucleotides2021

    • Author(s)
      Kawai H, Yazama K, Yanai Y, Kamitsubo R, Kamiya H.
    • Journal Title

      J Biosci Bioeng

      Volume: 132(6) Issue: 6 Pages: 552-559

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.08.012

    • NAID

      40022779634

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Single-stranded DNA versus tailed duplex in sequence conversion of lacZα DNA2020

    • Author(s)
      Kawai Hidehiko、Sato Kento、Shirahama Wataru、Suzuki Tetsuya、Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids

      Volume: 39 Issue: 9 Pages: 1245-1250

    • DOI

      10.1080/15257770.2020.1790596

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] APC/CCdh1 is required for the termination of chromosomal passenger complex activity upon mitotic exit2020

    • Author(s)
      Tsunematsu Takaaki、Arakaki Rieko、Kawai Hidehiko、Ruppert Jan、Tsuneyama Koichi、Ishimaru Naozumi、Earnshaw William C.、Pagano Michele、Kudo Yasusei
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 133 Issue: 18 Pages: 251314-251314

    • DOI

      10.1242/jcs.251314

    • NAID

      120006937581

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spironolactone-induced XPB degradation depends on CDK7 kinase and SCF<FBXL18> E3 ligase2019

    • Author(s)
      Ueda, M., Matsuura, K., Kawai, H., Wakasugi, M. and Matsunaga, T.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 284-296

    • DOI

      10.1111/gtc.12674

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    • Author(s)
      Masuda Y, Kanao R, Kawai H, Kukimoto I, Masutani C.
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: 294 Issue: 11 Pages: 4177-4187

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005167

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  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集ツールTailed Duplexの編集効率の向上2021

    • Author(s)
      上坪諒太郎、佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷浩之
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第6回年会
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      杉原竜誠、河合秀彦、紙谷浩之
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      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
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      益谷央豪、金尾梨絵、河合秀彦、谷口俊恭、髙田穣
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      日本放射線影響学会第 64 回大会放生研シンポジウム
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      金尾梨絵、河合秀彦、谷口俊恭、高田穣、益谷央豪
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] プロテオーム解析による放射線被ばくのマウス尿中バイオマーカー探索2021

    • Author(s)
      飯塚大輔、泉俊輔、河合秀彦、神谷研二、鈴木文男
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      日本放射線影響学会第 64 回大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたsupF遺伝子変異解析系の開発2021

    • Author(s)
      増田翔吾、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 変異シグネチャー解析による8-hydroxyguanineにより誘発される遠隔作用変異誘発機構の解明2021

    • Author(s)
      福島瑠里子、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集ツールTailed Duplexにおける配列依存性の検討2021

    • Author(s)
      上坪諒太郎、佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集法の開発:ミスマッチ塩基数の影響2020

    • Author(s)
      佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷浩之
    • Organizer
      日本環境変異原学会第49回大会(沼津)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 8-dihydroguanine による遠隔作用変異誘発への OGG1 と WRN のダブル ノックダウンの影響の解析2020

    • Author(s)
      財間悠大、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
    • Organizer
      日本環境変異原学会第49回大会(沼津)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集2020

    • Author(s)
      矢間顕太郎、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
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      日本薬学会第140年会(京都)(中止)
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  • [Presentation] supF遺伝子変異解析のための新規大腸菌株の作製2020

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      福島瑠里子、河合秀彦、鈴木哲矢、紙谷浩之
    • Organizer
      日本薬学会第140年会(京都)(中止)
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  • [Presentation] DNA 損傷による細胞運命決定での MDM2-MDMX を介した TP53 の発現変動の役割2019

    • Author(s)
      河合 秀彦 , 紙谷 浩之
    • Organizer
      第6回アジア環境変異原学会/日本環境変異原学会第48回大会合同大会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射線が着床前期胚に与える影響2019

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      金井昭教、清水なつみ、長町安希子、河合秀彦、稲葉俊哉
    • Organizer
      日本放射線影響学会第62回大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 核酸のみで行うゲノム編集法確立に向けた high throughput 解析法2019

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      紙谷浩之, 柳井優里,鈴木哲矢,河合秀彦
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Tailed duplex による培養細胞でのゲノム編集:染色体上 copepod GFP 遺伝子の修復2019

    • Author(s)
      紙谷浩之, 河合秀彦,柳井優里,鈴木哲矢
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第4回大会
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  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集:一本鎖DNAとTailed Duplexの比較2019

    • Author(s)
      佐藤 健斗, 鈴木 哲矢, 河合 秀彦, 紙谷 浩之
    • Organizer
      第 42 回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集:蛍光タンパク質を用いたハイスループットアッセイ系の確立2019

    • Author(s)
      矢間 顕太郎, 鈴木 哲矢, 河合 秀彦, 紙谷 浩之
    • Organizer
      第 42 回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] The role of fibroblasts in tumor microenvironment formation associated with radiation-induced cancer.2019

    • Author(s)
      Tsutomu Shimura, Megumi Sasatani, Hidehiko Kawai, Kenji Kamiya, Akira Ushiyama
    • Organizer
      Joint type-Network the of Symposium International 4th T
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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