S化1本鎖DNAによるDNA-PK活性阻害と新しい放射線増感剤の可能性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470184
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 細井 義夫 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (50238747)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 義久 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (20302672) ; 鈴木 紀夫 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10010050)
• Keywords: 放射線 / DNA修復 / 癌

Research Abstract

放射線によりDNAには様々な損傷が生じるが、細胞の生死にとって重要なのはDNA2本鎖切断であることがわかっている。DNA2本鎖切断は人間の細胞では主に非相同的末端結合機構により修復が行われることが報告されている。我々は、非相同的末端結合機構の最初のステップであるDNA依存性プロテインキナーゼ(DNA-PK)の活性がPI3-キナーゼ阻害剤の1つwortmanninにより阻害され、放射線感受性が高められることを報告した。さらに、我々は培養食道癌細胞の放射線感受性とDNA-PK活性の間に相関関係が認められることを明らかにした。これらのことより、DNA-PK活性阻害により放射線抵抗性癌細胞を選択的に放射線増感できる可能性が示唆される。我々は、直鎖状のS化1本鎖DNA (phosphorothioate oligonucleotides)がDNA-PK活性を強力に抑制することを見出した。S化1本鎖DNAは50nMの濃度でDNA-PK活性をほぼ完全に抑制した。この現象に塩基配列特異性は認められないため、アンチセンスDNAとして作用しているのではないと考えられた。さらに、直鎖状DNA類似物質がDNA-PK活性を抑制することを見出した。直鎖状DNA類似物質が細胞レベルでDNA-PK活性を抑制するかどうかを検討した結果、細胞上清中に加えた場合にもDNA-PK活性が抑制されることが明らかになった。さらに放射線によるDNA2本鎖切断の修復を抑制するかどうかを、パルスフィールドジェルを用いて検討した結果、2本鎖切断の修復は有意に抑制された。直鎖状DNA類似物質は、培養細胞の放射線感受性を高めたが、紫外線感受性を高めることはなかった。また、SCIDマウス由来線維芽細胞の放射線感受性は高めたが、control細胞の放射線感受性を高めることはなかった。

Research Products

• [Publications] Enomoto, A.: "Decreased c-Myc expression involved in X-ray-induced apoptotic cell death of human T-cell leukemia cell line MOLT-4"International Journal of Radiation Biology. (in press).
• [Publications] Tomia, M.: "Wortmannin enhanced X-ray-induced apoptotic cell death through JNK/SAPK activation in human T-cell leukemia MOLT-4 cells"Radiation Research. (in press).
• [Publications] Komuro, Y.: "The expression pattern of Ku correlates with tumor radiosensitivity and disease free survival in patients with rectal carcinoma"Cancer. 95. 1199-1205 (2002)
• [Publications] Watanabe, H.: "Insulin-like growth factor I receptor is expressed at normal levels in Nijmegen breakage syndrome cells"Biochemical and Biophysical Research Communications. 296. 62-66 (2002)
• [Publications] Yoshida, M.: "Roles of DNA-dependent protein kinase and ATM in cell-cycle dependent radiation sensitivity in human cells"International Journal of Radiation Biology. 78. 503-512 (2002)
• [Publications] Hosoi, Y.: "Phosphorothioate oligonucleotides, suramin and heparin inhibit DNA-dependent protein kinase activity"British Journal of Cancer. 86. 1143-1149 (2002)