低線量放射線が誘発する上皮間葉転換のメカニズム研究による被ばくリスク評価

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K12207
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 神谷 研二 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (60116564)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯塚 大輔 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (00455388) ; 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, 助教 (80423052)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 低線量放射線 / 上皮間葉転換 / 腫瘍増殖因子（TGF-beta） / 過酸化水素

Outline of Annual Research Achievements

2011年に発生した福島原発事故を契機に、低線量放射線のリスクは日本国民のみならず全人類の解明すべき課題となった。低線量放射線被ばくでは、腫瘍増殖因子（TGF-beta）を介した上皮間葉転換（EMT）が促進される事が報告されている。また、EMTは、発生、創傷治癒、がん転移などに加え、そのEMTシグナルが腫瘍化に関与する事が指摘されている重要な生命現象である。従って、低線量被ばくのリスクを明らかにするためには、このような現象の発生メカニズムを明らかにすることが必要である。
そこで本研究では低線量被ばくによるリスクを解明することを目標に、低線量放射線で促進される生命現象の一つであるEMTのメカニズムを明らかにすることを目的としている。ガンマ線などの低LET放射線による生物作用の主因は、水の放射線分解で発生する活性酸素種であると理解されていることから、活性酸素種の一員である過酸化水素を用いたTGF-betaを介したEMTが促進される可能性を検討した。
過酸化水素（100～250μM）を1時間、ヒト乳腺上皮細胞株MCF-10A細胞に処理した後、細胞を再播種し、TGF-betaを含む培養液で6日間培養した。その結果、TGF-beta存在下での過酸化水素処理でも放射線と同様に、不溶性E-cadherinの減少とN-cadherinの増加が蛍光免疫染色法で観察された。過酸化水素によるTGF-betaを介したEMTの促進現象の分子メカニズムを明らかにするために、EMTに関与することが報告されているタンパク質についてウエスタンブロット法で検出を行った。その結果、Smad経路の活性化は明確には確認されなかった。
これらのことから、低線量放射線によるTGF-betaを介したEMT促進現象では、活性酸素種が重要な役割を演じていることが示唆された。今後、さらに詳細な分子メカニズムを検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] γ線照射環境での細胞運命決定とその制御因子の同定 (2016)
  • Author(s): 曹麗麗, 河合秀彦, 稲葉俊哉, 鈴木文男, 神谷研二
  • Journal Title: 広島医学 Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 低線量放射線被ばくによる乳腺への影響とそのメカニズムについて (2016)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Journal Title: 広島医学 Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepcidin-2 in mouse urine as a candidate radiation-responsive molecule. (2016)
  • Author(s): Iizuka, D., Yoshioka, S., Kawai, H., Okazaki, E., Kiriyama, K., Izumi, S., Nishimura, M., Shimada, Y., Kamiya, K., Suzuki, F.
  • Journal Title: J. Radiat. Res. Volume: 57 Pages: 142-149
  • DOI: 10.1093/jrr/rrv098. Epub 2016 Jan 28
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 放射線の人体への影響について～3.11からの福島の現状をふまえて (2015)
  • Author(s): 神谷研二
  • Journal Title: 福山医学 Volume: 22 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increase in dicentric chromosome formation after a single CT scan in adults. (2015)
  • Author(s): Abe, Y., Miura, T., Yoshida, MA., Ujiie, R., Kurosu, Y., Kato, N., Katafuchi, A., Tsuyama, N., Ohba, T., Inamasu, T., Shishido, F., Noji, H., Ogawa, K., Yokouchi, H., Kanazawa, K., Ishida, T., Muto, S., Ohsugi, J., Suzuki, H., Ishikawa, T., Kamiya, K., Sakai, A.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 5 Pages: 13882
  • DOI: 10.1038/srep13882.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-term effects of radiation exposure on health. (2015)
  • Author(s): Kamiya, K., Ozasa, K., Akiba, S., Niwa, O., Kodama, K., Takamura, N., Zaharieva, E.K., Kimura, Y., Wakeford, R.
  • Journal Title: Lancet Volume: 386 Pages: 469-478
  • DOI: 10.1016/S0140-6736(15)61167-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of low-dose responsive metabolites in X-irradiated human B lymphoblastoid cells and fibroblasts. (2015)
  • Author(s): Tsuyama, N., Mizuno, H., Katafuchi, A., Abe, Y., Kurosu, Y., Yoshida, M., Kamiya, K., Sakai, A.
  • Journal Title: J. Radiat. Res Volume: 56 Pages: 46-58
  • DOI: 10.1093/jrr/rru078.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 過酸化水素によるTGF-betaを介したEMT促進現象とそのメカニズムについて. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会(BMB2015)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-01
• [Presentation] ハイスループット解析技術による放射線照射環境での細胞応答の研究. (2015)
  • Author(s): 河合秀彦, 曹麗麗, 金井昭教, 稲葉俊哉, 神谷研二, 鈴木文男
  • Organizer: 第1回放射線ワークショップ「未来に繋ぐ放射線研究」
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-17
• [Presentation] 低線量被ばくで増加する乳腺幹細胞頻度の系統差とそのメカニズム. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第1回放射線ワークショップ「未来に繋ぐ放射線研究」
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-16
• [Presentation] 放射線を受けた乳腺における幹細胞の動態は系統により異なる. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第158回日本獣医学会
  • Place of Presentation: 十和田
  • Year and Date: 2015-09-07 – 2015-09-07
• [Presentation] 低線量放射線被ばくによる乳腺幹細胞頻度増加の系統差. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第24回乳癌基礎研究会
  • Place of Presentation: いわき
  • Year and Date: 2015-09-05 – 2015-09-05
• [Presentation] 低線量放射線被ばくによる乳腺幹細胞頻度への影響解析. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第40回中国地区放射線影響研究会
  • Place of Presentation: 東広島
  • Year and Date: 2015-07-17 – 2015-07-17
• [Presentation] 福島原発事故と低線量放射線の健康影響. (2015)
  • Author(s): 神谷研二
  • Organizer: 第42回日本毒性学会学術年会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-06-30
  • Invited
• [Presentation] 低線量放射線被ばくによる乳腺への影響とそのメカニズムについて. (2015)
  • Author(s): 飯塚大輔, 笹谷めぐみ, 神谷研二
  • Organizer: 第56回原子爆弾後障害研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-06-07 – 2015-06-07
• [Presentation] γ線照射環境での細胞運命決定とその制御因子の同定. (2015)
  • Author(s): 曹麗麗, 河合秀彦, 稲葉俊哉, 鈴木文男, 神谷研二
  • Organizer: 第56回原子爆弾後障害研究会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2015-06-07 – 2015-06-07
• [Presentation] The function of Chromatin Remodeling Complexes in Cell-fate Decision in Response to Chronic Ionizing Irradiation. (2015)
  • Author(s): Cao L, Kawai H, Inaba T, Suzuki F, Kamiya K
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An Integrated Approach Using High-throughput Sequencing and Imaging Technologies to the Study of Cellular Responses to Low Dose Radiation. (2015)
  • Author(s): Kawai H, Cao L, Shimizu N, Matsui H, Kanai A, Hirouchi T, Inaba T, Kamiya K, Suzuki F.
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Strain-dependence of the Increase of Mammary Stem Cell Self-renewal by Radiation Exposure. (2015)
  • Author(s): Iizuka D, Sasatani M, Barcellos-Hoff M.H., Kamiya K.
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: kyoto
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ICRR Special Lecture; Health Effects of the Fukushima Nuclear Accident and Research on Low Dose Radiation. (2015)
  • Author(s): Kamiya, K.
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-27
  • Int'l Joint Research / Invited