| Project/Area Number |
23K17038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中山 貴文 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (80829440)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 老化 / 放射線 / 発がん / 放射線被ばく / 細胞老化 |
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| Outline of Research at the Start |
放射線被ばくはDNAに損傷を引き起こし、細胞老化を誘導することが知られている。また、老化細胞から分泌される様々なタンパク質は、慢性的な炎症を引き起こし発がんに寄与すると考えられている。老化細胞を除去する薬剤であるSenolytic drugは、放射線発がんにおいても発がんリスクを低減する可能性がある。
本研究は、放射線被ばく後の組織における老化細胞の蓄積を解析し、作用機序が異なる複数のSenolytic drugによる放射線被ばく後の老化細胞の動態とがんの発生率の比較を行うことで、Senolytic drugの放射線発がん抑制効果とその抑制メカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は放射線被ばくがDNAに損傷を引き起こすことで細胞老化を誘導し、老化細胞から分泌されるSASP(senescence-associated secretory phenotype)因子が周辺の細胞に慢性的な炎症を引き起こすことで、がんを含めた加齢性疾患の発症や悪化に寄与するという考えをもとに、放射線に被ばくしたマウスに老化細 胞を除去する薬剤であるSenolytic drugの投与することで放射線誘発がんの抑制が可能かを明らかにすることを目的としている。
Senolytic drugは体内に存在している老化細胞の排除を目的としているため、老化細胞が蓄積していない時期に投与をしても十分な効果を発揮できない可能性がある。放射線照射後の老化細胞の蓄積動態を解析するため、7週齢のB6C3F1マウスを4 Gyのγ線を1回照射する照射群と非照射群の2群にわけ、照射直後から継時的に複数の時点(7、8、10、14、28、42、57週齢)に解剖を行い、解析に必要な組織(胸腺、脾臓、肺、肝臓)を採取する。本年度は、57週齢までの全てのマウスの解剖を行い、採取した各臓器についてはホルマリン固定の後パラフィン切片を作成し、肝臓と肺についてはホルマリン固定を行わない凍結切片も作成した。解剖時に肉眼で腫瘍の確認を行い、57週齢においては照射群の複数のマウスで肝腫瘍が確認された。
作成したパラフィン切片を用いて複数の老化関連マーカーの蛍光免疫染色を行った。肺においては細胞周期制御に関わり老化マーカーとして広く用いられているp21の染色を行ったところ、p21陽性細胞頻度は照射直後に一時的に大きく増加し、その後減少したものの57週齢まで一貫して非照射群よりも高い傾向が見られた。また、細胞増殖マーカーであるKi-67陽性細胞頻度については、照射群と非照射群の間で大きな差は見られなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の進捗については、解析に使用する組織の採取は順調に進行した。放射線照射後のマウスにおける老化細胞の蓄積動態解析については、主に肝臓と肺において複数の老化マーカーを用いての蛍光免疫染色や凍結切片を用いてのSA-β gal染色などで進めているが、片方の組織では検出できない抗体があることや57週齢までではSA-β galで照射群と非照射群で大きな差が見られないなど、まだ老化細胞が大きく蓄積する時点を特定できていない。
そのため、本研究の次のstepである放射線照射後、老化細胞が大きく増加する時点でマウスにSenolytic drugを投与する実験が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究方針については、放射線照射後の老化細胞の蓄積動態を明らかにすることが何よりも大切なため、蛍光免疫染色による老化マーカーの解析に加え、新たにReal-time PCRを用いて老化関連遺伝子の発現量の変化を検出する。また、SA-β galについては既存のKitを用いた方法だけではなく、β-galactosidaseの蛍光免疫染色を行う。加えて、肝臓と肺におけるSASP因子のウエスタンブロットによる検出を行うことで放射線照射後の老化細胞の蓄積動態を明らかにする。
放射線照射後に老化細胞が大きく増加する時点が明らかになり次第、B6C3F1マウスに同条件で放射線照射を行い、著しく老化細胞が増加した時点において4種類の作用機序が 異なるSenolytic drug(ダサチニブ+ケルセチン、17-DMAG、ARV825、Digoxin)を投与し、その後継時的に老化マーカーおよびSASP因子の解析を行う。
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