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2021 Fiscal Year Research-status Report

Regulation mechaninism of DNA damage response and DNA focus formation during neural tissue development.

Research Project

Project/Area Number 18K07727
Research InstitutionTohoku Medical and Pharmaceutical University

Principal Investigator

栗政 明弘  東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (80343276)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 桑原 義和  東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (00392225)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
KeywordsDNA損傷 / 神経組織 / 未分化 / DNA損傷応答 / 放射線感受性 / 細胞周期 / 分裂細胞
Outline of Annual Research Achievements

DNA損傷部位に集積する53BP1融合蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを用いて、海馬神経細胞のDNA損傷応答(DDR)の一つであるDNA損傷フォーカス形成を検出するマウスを作成・解析してきた。海馬神経細胞では組織中であればフォーカス形成は抑制(Off)されているが、初代培養により分散培養すると、フォーカス形成が再開(On)していた。高度に分化し組織内にある神経細胞ではDDRが抑制され、一方で未分化な状態に近づく初代培養下でDDRは再稼動する可能性が示唆された。
このDDRのOn/Off制御に関する分子メカニズムと生物学的意義を明らかにするため、本年度は生細胞のタイムラプス顕微鏡撮影条件の確立と、そのための装置の設定に努めた。生細胞のタムラプス撮影においては、大学の共通機器として新規に導入されたZeiss社製のCellDIscoverer7(CD7)の撮影条件の設定と、撮影された画像解析ソフトの開発を行ってきた。また、生細胞ならびに生きた組織におけるDNA損傷誘導のための新規に導入された共焦点顕微鏡の条件設定の確立を試みた。
共焦点顕微鏡によりレーザーを照射し、それにより生成されたDNA損傷から誘導されるフォーカス形成の程度を定量化することを試みた。海馬神経細胞と網膜神経節細胞を初代培養することにより、培養開始後1週間以内にフォーカス形成の誘導が確認できている。加えて、この誘導を引き起こす培養条件の検討についても併せて行ってきた。さらに、得られたレーザー誘導で形成されたフォーカスのタイムラプス動画画像をもちいて、画像解析用フリーソフトウェアであるImageJのマクロを用いて定量解析し、さらに統計解析ソフトウェアのRを用いて定量解析を試みた。
今後は共焦点レーザー顕微鏡および解析ソフトの改良をすすめ、DNA損傷フォーカス形成のより精度の高い解析を継続して進める予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験に使用するマウスに関して、遺伝的な背景が揃ったトランスジーンをホモに有するマウスを継代維持してきたが、繁殖に制限があり実験に供する十分な数のマウスが得られていない。さらには、2021年2月13日に発生した福島県沖M7.3の地震による震度6強の被害が大きく、マウスの継代維持ならびにデータ解析に大きな影響が出ている。さらには、年度末の2022年3月16日にもほぼ同規模の福島県沖M7.4の震度6強の地震により同様の被害があり、さらに実験の進捗に大きな影響を及ぼしている。

Strategy for Future Research Activity

当該年度の研究の遅れを取り戻すために、1年間の研究を延長して取り組む予定である。

Causes of Carryover

2022年3月16福島県沖M7.4(最大震度6+)ならびに2021年2月13日福島県沖地震M7.3(最大震度6+)により研究の遅れが生じたため、次年度に研究を延長した。次年度に繰越金を随時使用していく。

  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Oxytocin ameliorates KCC2 decrease induced by oral bacteria-derived LPS that affect rat primary cultured cells and PC-12 cells2022

    • Author(s)
      Tomita Kazuo、Yamanishi-Taira Sayuri、Igarashi Kento、Oogai Yuichi、Kuwahara Yoshikazu、Roudkenar Mehryar Habibi、Roushandeh Amaneh Mohammadi、Miyawaki Shouichi、Kurimasa Akihiro、Sato Tomoaki
    • Journal Title

      Peptides

      Volume: 150 Pages: 170734~170734

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2021.170734

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Novel 191Pt-Labeled Hoechst33258: 191Pt Is More Suitable than 111In for Targeting DNA2022

    • Author(s)
      Obata Honoka、Tsuji Atsushi B.、Kumata Katsushi、Sudo Hitomi、Minegishi Katsuyuki、Nagatsu Kotaro、Takakura Hideo、Ogawa Mikako、Kurimasa Akihiro、Zhang Ming-Rong
    • Journal Title

      Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 65 Pages: 5690~5700

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.1c02209

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] MiR-7-5p Is Involved in Ferroptosis Signaling and Radioresistance Thru the Generation of ROS in Radioresistant HeLa and SAS Cell Lines2021

    • Author(s)
      Tomita Kazuo、Nagasawa Taisuke、Kuwahara Yoshikazu、Torii Seiji、Igarashi Kento、Roudkenar Mehryar Habibi、Roushandeh Amaneh Mohammadi、Kurimasa Akihiro、Sato Tomoaki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Pages: 8300~8300

    • DOI

      10.3390/ijms22158300

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mitochondrial Dysfunction in Diseases, Longevity, and Treatment Resistance: Tuning Mitochondria Function as a Therapeutic Strategy2021

    • Author(s)
      Tomita Kazuo、Kuwahara Yoshikazu、Igarashi Kento、Roudkenar Mehryar Habibi、Roushandeh Amaneh Mohammadi、Kurimasa Akihiro、Sato Tomoaki
    • Journal Title

      Genes

      Volume: 12 Pages: 1348~1348

    • DOI

      10.3390/genes12091348

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Decreased mitochondrial membrane potential is an indicator of radioresistant cancer cells2021

    • Author(s)
      Kuwahara Yoshikazu、Tomita Kazuo、Roudkenar Mehryar Habibi、Roushandeh Amaneh Mohammadi、Urushihara Yusuke、Igarashi Kento、Kurimasa Akihiro、Sato Tomoaki
    • Journal Title

      Life Sciences

      Volume: 286 Pages: 120051~120051

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2021.120051

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 細胞の形態変化から見た放射線で誘発される細胞死 Radiation-induced cell death observed from cell morphology changed by live cell imaging.2021

    • Author(s)
      桑原義和、富田和男、千田知佳、漆原祐介、上条桂樹、佐藤友昭、福本学、栗政明弘.
    • Journal Title

      細胞 The Cell

      Volume: 53(12) Pages: 767-771

  • [Journal Article] 細胞の形態変化から見た放射線で誘発される細胞死 Radiation-induced cell death observed from cell morphology changed by live cell imaging.2021

    • Author(s)
      桑原義和、富田和男、千田知佳、漆原祐介、上条桂樹、佐藤友昭、福本学、栗政明弘.
    • Journal Title

      アグリバイオ Agricultural Biotechnology

      Volume: 5(13) Pages: 1174-1179

  • [Presentation] 臨床的放射線抵抗性がん細胞の放射線抵抗性はミトコンドリアの機能減衰がその一因である2021

    • Author(s)
      富田和男, 桑原義和, 五十嵐健人, 田中康一, 北中純一, 北中順惠, 栗政明弘, 西山信好, 佐藤友昭
    • Organizer
      第74回 日本薬理学会 西南部会 2021年11月20日、久留米大学 筑水会館

URL: 

Published: 2024-12-25  

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