突然変異と細胞がん化の原因となる放射線誘発長寿命ラジカルの性質

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16101002
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 渡邉 正己 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20111768)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 啓司 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (00196809) ; 児玉 靖司 大阪府立大学, 先端科学研究所, 教授 (00195744) ; 熊谷 純 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (20303662) ; 島田 義也 独立行政法人放射線医学総合研究所, プロジェクトリーダー (10201550)
• Keywords: 長寿命ラジカル / 突然変異 / 細胞がん化 / ビタミンC / ESR解析 / システインラジカル

Research Abstract

これまでに長寿命ラジカルは、タンパク質中に生じたスルフィニルラジカル(R-CH_2-SO・)であることを明らかにした。しかし、どのような機構を介して突然変異を誘導するかは明確ではなかった。長寿命ラジカルは常温細胞内で安定であることから、長寿命ラジカルが、"バイスタンダー効果"の伝達因子として働き、細胞の遺伝的不安定化に関与し、突然変異誘導や発がんの原因となると予想し、照射細胞にビタミンCを処理して、バイスタンダー効果(微小核誘導)が変化するかどうかを調べた。その結果、照射後、5mMのビタミンC処理によって微小核誘導が有為に抑制されることがわかった。この効果は、OHラジカルの捕捉剤DMSOやNOX捕捉剤c-PTIOで処理しても全く見られないので、長寿命ラジカルが、バイスタンダー効果の伝達因子として働く可能性が示唆される。
また、UV-B照射でもガンマー線の場合と同様に、タンパク成分にスルフィニルラジカル(R-CH_2-SO・)が誘導され、それが突然変異の原因となることを明らかにした。しかし、ESRスペクトラムは細部においてガンマー線で誘導されたそれの形と微妙に異なるので、違うものである可能性は否定できない。現在、詳細に検討中である。
さらに、細胞レベルで確認されたビタミンCによる突然変異や細胞がん化抑制効果が動物個体で可能かどうかの調査を開始した。そのため、ビタミンCで長寿命ラジカルを捕捉することによってマウスにおける放射線誘導乳がんの発生を抑制できるかどうかを調べているが、現在まで、顕著な抑制効果は見られていない。マウスは生体内でビタミンCを生合成できるため、抑制効果が見られなかったものと思い、現在、ビタミンC生合成能欠損マウスを入手し再検討をおこなっている。
この長寿命ラジカルは、ビタミンCで効率良く捕捉され突然変異や細胞がん化頻度を下げるが、今回、これと同様の効果が、ガリック酸でも認められることが判り、天然植物素材から抗変異原性および抗がん原物質の探索に期待が持てる。

Research Products

• [Journal Article] The higher lethality of UVB radiation to cultured human cells is associated with the specific activation of a DNA damage-independent signaling pathway. (2006)
  • Author(s): Horikawa-Miura, M., Yoshida, M., Okumura, Y., Mori, T., Watanabe, M.
  • Journal Title: Radiat.Res. (in press)
• [Journal Article] Cellular and molecular effects for mutation induction in normal human cells irradiated with accelerated neon ions. (2006)
  • Author(s): Suzuki M, Tsuruoka C, Kanai T, Kato T, Yatagai F, Watanabe, M.
  • Journal Title: Mutat Res. 594 Pages: 86-92
• [Journal Article] Histone H2AX phosphorylation in normal human cells irradiated with focused ultrasoft X-rays : Evidence for chromatin movement during repair. (2006)
  • Author(s): Hamada, N., Schettino, G., Kashino, G., Vaid, M., Suzuki, K., Kodoma, S., Vojnovic, B., Folkard, M., Watanabe, M., Michael B.
  • Journal Title: Radiat.Res. (In press)
• [Journal Article] Qualitative and quantitative analysis of phosphorylated ATM foci induced by low dose ionizing radiation. (2006)
  • Author(s): Suzuki, K., Okada, Yamauchi, M., Oka, Y., Kodama, S., Watanabe, M.
  • Journal Title: Radiat.Res. (In press)
• [Journal Article] Phosphorylated histone H2AX foci persist on rejoined mitotic chromosomes in normal human diploid cells exposed to ionizing radiation (2006)
  • Author(s): Suzuki, M., Suzuki, K., Kodama, S., Watanabe, M.
  • Journal Title: Radiat.Res. 165・3 Pages: 269-276
• [Journal Article] Evidence for induction of DNA double strand breaks in the bystander response to targeted soft X-rays in CHO cells. (2005)
  • Author(s): Kashino G, Prise KM, Schettino G, Folkard M, Vojnovic B., Michael BD, Suzuki K, Kodama S, Watanabe M.
  • Journal Title: Mutat.Res. 556・1-2 Pages: 209-215
• [Journal Article] Interstitial chromatin alteration causes persistent p53 activation involved in the radiation-induced senescence-like growth arrest. (2005)
  • Author(s): Suzuki, M., Suzuki, K., Kodama, S., Watanabe, M.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 340・1 Pages: 145-150
• [Journal Article] Exogenous expression of exonuclease domain-deleted WRN interferes with the repair of radiation-induced DNA damages (2005)
  • Author(s): Kashino, G, Kodama, S., Suzuki, K., Matsumoto, T., Watanabe, M.
  • Journal Title: J.Radiat.Res. 46・6 Pages: 407-414
• [Journal Article] Post-stress metabolism involves umbelliferone production in anthocyanin-producing and nonproducing cells of Glehnia littoralis suspension cultures. (2005)
  • Author(s): Ishikawa, A., Kitamura, Y., Ozeki, Y., Itoh, Y., Yamada, A., Watanabe, M.B.
  • Journal Title: J.Plant.Physiol. 162・6 Pages: 703-710
• [Journal Article] Differences in Effects of Oncogenes on Sensitivity to Anticancer Drugs (2005)
  • Author(s): Hamamoto, T., Suzuki, K., Sasaki, H., Ichikawa, M., Kodama, S., Watanabe, M.
  • Journal Title: J.Radiat.Res. 46・2 Pages: 197-203
• [Journal Article] Induction of Micronuclei in CHO Cells by Bleomycin but not by X-irradiation is Decreased by Treatment with HMG-CoA Reductase Inhibitors. (2005)
  • Author(s): Iwashita, J., Kodama, S., Nakashima, M., Sasaki, H., Taniyama, K., M.Watanabe
  • Journal Title: J.Radiat.Res. 46・2 Pages: 191-195
• [Journal Article] Abnormal stability of wild-type p53 protein in a human lung carcinoma cell line. (2005)
  • Author(s): Yamauchi, M., Suzuki, K., Kodama, S., Watanabe, M.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 330・2 Pages: 483-488