2018 Fiscal Year Research-status Report
Effect of autophagy on the sensitivity and carcinogenesis of the rat thyroid to ionizing radiation
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17K00554
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
松山 睦美 (松鵜睦美) 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (00274639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 正洋 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50284683)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | X線 / ラット / 甲状腺 / 発がん / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに放射線誘発甲状腺癌のラットモデルを作成し、甲状腺放射線感受性に対する年齢影響について調べてきた。その結果、若齢被曝は高齢被曝よりも甲状腺癌発症率が高く、照射後急性期でオートファジー関連分子がタンパク・遺伝子レベルで上昇した一方、発生した甲状腺癌の非腫瘍部でオートファジー関連遺伝子の一部の発現が低下することが判明した。本研究では、オートファジー抑制による放射線誘発甲状腺癌への影響を明らかにすることを目的に、ラットモデルを用いたオートファジー抑制または促進系を確立し、甲状腺の急性期放射線応答や発がんにどのように影響するかを解析する。本年度は、前年度に引き続き甲状腺のヒドロキシクロロキン（HCQ）投与によるオートファジーの抑制の急性期放射線感受性に対する影響を、数及びタイムポイントを増やして調べた。その結果オートファジーが起きやすい肝臓と比較して、甲状腺ではＸ線４Gy全身照射後3-24時間でHCQ投与群は非投与群と比べ、アポトーシスの指標であるTUNEL陽性細胞に有意な差は見られず、増殖細胞の指標であるKi-67陽性細胞は低値を示し、LC3-II/LC3-Iとp62発現に有意な変化は認められなかった。オートファジー関連遺伝子を網羅的に解析するPCR Array解析では9遺伝子の有意な低下が見られた。これらの結果は、HCQの前投与は高線量放射線被爆後の甲状腺の急性応答として、細胞増殖を抑制するとともに複数のオートファジー関連遺伝子を転写レベルで抑制することを示唆している。慢性期の発がんへの影響を調べるため、ヒドロキシクロロキン投与ラット、非投与ラットをそれぞれ非照射群、4Gy前頚部局所照射群の4群に分け、甲状腺腫瘍が発生する18か月まで経過観察中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、オートファジーが甲状腺の放射線照射後急性期の感受性または慢性期の発がんにどのように関与するか明らかにすることを目的としている。今年度は昨年に引き続き、オートファジー阻害薬であるヒドロキシクロロキン（HCQ）200mg/kgを6週齢雄性ウィスターラットに照射前3日間経口投与し、非照射、4GyＸ線照射後3, 6, 24時間後の甲状腺及び肝臓組織を採取した。コントロール群は生食を投与し、同時期に組織を採取した。細胞死の指標であるTUNEL陽性細胞数を定量した結果、肝臓では照射後HCQ投与群が非投与群に比べ有意に高い値を示したが、甲状腺では両群間の差は見られなかった。甲状腺ではHCQ投与による照射後の細胞死の誘導は見られなかった。一方Ki67陽性細胞数は甲状腺、肝臓共放射線照射によりHCQ投与群で有意に低下し、甲状腺で照射後HCQ投与による増殖細胞の低下が見られた。肝臓ではウェスタンブロットによりp62, LC3-II/LC3-Iの照射後の増加が見られたが、甲状腺では見られなかった。甲状腺組織のオートファジー関連遺伝子の変化をキアゲンのRT2 profiler PCR Arrayで調べた結果、照射後24時間後の非投与群とHCQ投与群では、Maplc3a, Park2, Snca, Ctss, Ulk1, Maptなどの9遺伝子が有意に低下していることが明らかになった。慢性期のオートファジー阻害による甲状腺腫瘍発症率を調べるため、6週齢雄性ウィスターラットをHCQ投与群(n=27)と、生食を投与するコントロール群(n=29)に分け、照射前2日から投与を開始し、当日投与2時間後に、HCQ群n=18、コントロール群n=19にＸ線4Gy前頸部局所照射後を行った。甲状腺腫瘍が発生する18ヵ月まで現在飼育観察中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
予想に反してヒドロキシクロロキン投与後Ｘ線4Gy照射したラットの甲状腺では、肝臓と異なりアポトーシスの増強作用が見られなった。しかし、遺伝子レベルではいくつかのオートファジー関連遺伝子が抑制されていることが分かった。今後DNA損傷応答の変化を調べるため、ヒドロキシクロロキン前投与群と非投与群の４GyＸ線照射後急性期の甲状腺組織を用い53BP1核内フォーカス数の変化を調べる予定である。
また放射線誘発甲状腺癌を作製するため現在長期観察中のラットを18ヵ月にSacrificeし、甲状腺の組織解析を行う。ヒドロキシクロロキン前投与ラットと非投与ラットの甲状腺腫瘍の発症率、腫瘍のタイプ、面積、Ki-67染色による増殖細胞率がどのように変化するかを調べる予定である。甲状腺からRNAを抽出し、PCR Arrayによるオートファジー関連遺伝子の解析を行う。また、オートファジー促進の薬剤(エベロリムス)を投与して、放射線照射後急性期の甲状腺変化を調べたい。
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| Causes of Carryover |
動物実験に使用する予定で物品費を残していたが、一回にできる実験の匹数の関係で未使用額が16,907円となった。次年度の動物実験で使用する予定である。
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Research Products
(9 results)
