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幹細胞の可視化によるがん化プロセス解析マウスモデルを用いた放射線発がん機構の解明

Research Project

Project/Area Number 23K25008
Project/Area Number (Other) 22H03754 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

笹谷 めぐみ (豊島めぐみ)  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (80423052)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 土居 主尚  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 放射線規制科学研究部, 主任研究員 (40455382)
志村 勉  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (40463799)
金井 昭教  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (60549567)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords放射線発がん / 低線量・低線量率 / 幹細胞 / モデルマウス / 微小環境 / 放射線発がん、化学発がん / 変異 / 老化 / 炎症 / 微少環境
Outline of Research at the Start

我々は、放射線被ばくを高感度に検出できるモデルマウスを作成して得られた知見から、放射線による発がんリスク増加には幹細胞の動態解析が重要であることを示唆する知見を得ている。そこで、本研究では、幹細胞の可視化によるがん化プロセス解析間数を用いて、放射線発がんの機構解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

発がんは環境変異原や環境放射能による生物影響のエンドポイントであり、様々な要因により制御されている。放射線発がん、化学発がん機構の解明には、組織幹細胞のみならず、その周辺の多様な標的を考慮した研究が重要であると考える。しかしながら、組織幹細胞への影響、周辺の細胞への影響を個別に検出するin vivo実験系が乏しいのが現状である。
そこで本研究では、組織内で3次元的に、組織幹細胞の動態と微小環境を考慮したがん化過程が検出できる系を作成する。得られた系を用いることにより、子ども期から老齢期における放射線発がんリスク増加に寄与するがん化プロセスの解明を目指す。最終的には、低線量(率)被ばくを含む放射線発がんおよび、化学発がん機構の謎に迫る。
今年度は、組織幹細胞特異的かつ年齢特異的にがん化に関連する変異を誘導することが可能なモデルマウスを用いて、子ども期から老齢期における発がんリスク評価を継続した。その結果、老齢期では、大人期よりも発がんリスクが低い結果が得られた。一般に、加齢に伴い発がんリスクが高くなることが報告されているおり、本研究結果で得られた、老齢期では、変異を有する幹細胞の増殖は、大人期よりも低いという結果と矛盾するといえる。そのため、加齢とともに発がんリスクが高くなる理由として変異幹細胞の増殖能以外の要因があるといえ、今後の課題と考えている。また、幹細胞を取り巻く微小環境を染色可能な条件を決定した。得られた条件を用いて、微小環境について解析した結果、年齢により幹細胞を取り巻く微小環境が異なる知見を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度から、これまでに我々が確立した、組織内で3次元的に、組織幹細胞の動態と微小環境を考慮したがん化過程が検出できる系を用いて、子ども期から老齢期における発がんリスク評価を行った。その結果、子ども期が最も発がんリスクが高く、老齢期が最も低いという結果を得た。また、微小環境について蛍光免疫染色を行った結果、年齢により幹細胞を取り巻く微小環境が異なる知見を得た。
上記の結果を得たことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

我々はこれまでの研究から、放射線発がん感受性とクリプト分裂頻度が相関する知見を得た。クリプト分裂には、微小環境(繊維芽細胞)が関与することが報告されている。そこで我々は、薬剤投与により腸管クリプト周辺の微小環境を可視化可能なモデルマウスを作成することにより、放射線感受性と微小環境への影響を解析する。また、腸管微小環境の放射線応答機構について解析する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Nuclear DNA damage-triggered ATM-dependent AMPK activation regulates the mitochondrial radiation response2024

    • Author(s)
      Shimura Tsutomu、Sunaga Kenta、Yamazaki Mayu、Honoka Nara、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • Journal Title

      International Journal of Radiation Biology

      Volume: 100 Issue: 4 Pages: 584-594

    • DOI

      10.1080/09553002.2023.2295297

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Newly discovered genomic mutation patterns in radiation-induced small intestinal tumors of ApcMin/+ mice2023

    • Author(s)
      Iizuka Daisuke、Sasatani Megumi、Ishikawa Atsuko、Daino Kazuhiro、Hirouchi Tokuhisa、Kamiya Kenji
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Issue: 10 Pages: e0292643-e0292643

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0292643

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular and cellular basis of the dose-rate-dependent adverse effects of radiation exposure in animal models. Part I: Mammary gland and digestive tract2023

    • Author(s)
      Suzuki Keiji、Imaoka Tatsuhiko、Tomita Masanori、Sasatani Megumi、Doi Kazutaka、Tanaka Satoshi、Kai Michiaki、Yamada Yutaka、Kakinuma Shizuko
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 210-227

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad002

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular and cellular basis of the dose-rate-dependent adverse effects of radiation exposure in animal models. Part II: Hematopoietic system, lung and liver2023

    • Author(s)
      Suzuki Keiji、Imaoka Tatsuhiko、Tomita Masanori、Sasatani Megumi、Doi Kazutaka、Tanaka Satoshi、Kai Michiaki、Yamada Yutaka、Kakinuma Shizuko
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 228-249

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad003

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of oxygen on the response of mitochondria to X-irradiation and reactive oxygen species-mediated fibroblast activation2022

    • Author(s)
      Shimura Tsutomu、Totani Rina、Ogasawara Hyougo、Inomata Keiki、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • Journal Title

      International Journal of Radiation Biology

      Volume: 99 Issue: 5 Pages: 769-778

    • DOI

      10.1080/09553002.2023.2142980

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphology dynamics in intestinal crypt during postnatal development affect age-dependent susceptibility to radiation-induced intestinal tumorigenesis in ApcMin/+ mice: possible mechanisms of radiation tumorigenesis2022

    • Author(s)
      Sasatani Megumi、Shimura Tsutomu、Doi Kazutaka、Zaharieva Elena Karamfilova、Li Jianxiang、Iizuka Daisuke、Etoh Shinpei、Sotomaru Yusuke、Kamiya Kenji
    • Journal Title

      Carcinogenesis

      Volume: - Issue: 1 Pages: 105-118

    • DOI

      10.1093/carcin/bgac100

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Melatonin and MitoEbselen-2 Are Radioprotective Agents to Mitochondria2022

    • Author(s)
      Shimura Tsutomu、Shiga Rina、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • Journal Title

      Genes

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 45-45

    • DOI

      10.3390/genes14010045

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Ionizing Radiation induced DNA damages in the small intestinal crypts at the different ages of Mice2024

    • Author(s)
      Zhou G, Megumi Sasatani M, Tashiro S
    • Organizer
      8th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ApcMin/+マウスを用いた、低線量、低線量率放射線発がんリスク2023

    • Author(s)
      笹谷めぐみ
    • Organizer
      第9回低線量放射線影響研究交流会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ApcMin/+マウスを用いた放射線発がんリスク2023

    • Author(s)
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] トリチウムをはじめとした放射線被ばくにより誘発される発がんリスクの被ばく時年齢依存性の解明2023

    • Author(s)
      笹谷めぐみ、志村勉、神谷研二
    • Organizer
      日本放射線影響学会第66回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 子ども期と大人期マウス腸管クリプトにおける、放射線誘発DNA応答2023

    • Author(s)
      周冠宇、笹谷めぐみ、田代聡、神谷研二
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第52回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphology dynamics in intestinal crypt during postnatal development affect age-dependent susceptibility to radiation-induced intestinal tumorigenesis by using ApcMin/+ mice2023

    • Author(s)
      Megumi Sasatani, Tsutomu Shimura, Guanyu Zhou, and Kenji Kamiya
    • Organizer
      The 7th international symposium of the network-type joint usage/research center for radiation disaster medical science
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウスモデルを用いた放射線発がんにおける被ばく時年齢依存性の解明2022

    • Author(s)
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ApcMin/+マウスにおける放射線誘発小腸腫瘍感受性は、形態形成期に高い2022

    • Author(s)
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスモデルを用いた放射線発がんにおける被ばく時年齢の影響解明2022

    • Author(s)
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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