非侵襲生体イメージング法による生体内修復機構の解明：次世代DSBセンサーマウス

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11653
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 小池 学 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 上席研究員 (70280740)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Ku70 / DSB / XLF / NHEJ / Live cell imaging

Outline of Annual Research Achievements

放射線により誘発されたDNA二本鎖切断損傷(DSB)は生体にとって最も重篤なDNA損傷であり、修復することができなかった場合には細胞死や細胞老化などの原因に、また、もし正確に修復できなかった場合には変異や発がんの原因になりうる。ヒトや齧歯類の培養細胞などを用いた解析の結果から、 哺乳類の細胞ではDSBは、主に、非相同末端結合(NHEJ)と相同組換え(HR)の2つの機構によって修復するとされている。一方、生体内では、DSBを修復する2つの機構はより複雑な調節を受けていると予想されるが、損傷直後から始まる修復過程を生体内で検出する方法は未開発であるため、ほとんど情報がない。最近、私達はNHEJ機構を生体皮膚で検出し、トレースするためのDSBセンサーマウスの開発に成功した。本研究では新たな次世代DSB修復センサーマウスを開発し、生体内で損傷直後から始まるDNA修復の分子機構を非侵襲的にリアルタイムに解析することを通じて、DNA修復に関わる未解明な生理的意義を提示したいと考えている。本年度は、マウスにおけるDSB修復蛋白質の発現解析等を行うために、これまでの結果と論文情報等を基にマウス培養細胞等を材料に新たな抗体等を用いて、ひき続き固定法などの検出条件や抗体の特異性などについて検討を行った。また、新たな分子について損傷直後から始まるDNA修復の分子機構を非侵襲的にリアルタイムに解析するための予備実験と新たなマウス作成のための予備実験を進めた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

年度前半から、新型コロナウイルス感染症対策により縮小したマウス系統などの飼育頭数の回復と体外でパイロット実験を進めるために不可欠な細胞培養ができる体制の整備に努めた。その結果、細胞培養については予定通りに体制が整った。しかし、マウスの飼育などに関しては利用している所内の施設の再編などが重なったことと新たに研究代表者の通院加療が始まったために、やや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

まずは、準備が整った体外での細胞培養系を使用したパイロット実験を進める。その間、マウスを使用した組織や個体等での実験を進められるように、縮小したマウス頭数を回復するためのマウスの繁殖・育種を進めるなど、まずは遅れている部分について、優先して進める予定である。

Causes of Carryover

次年度使用が生じた理由：年度前半から、新型コロナウイルス感染症対策により縮小したマウス系統などの飼育頭数の回復と体外でパイロット実験を進めるために不可欠な細胞培養ができる体制の整備に努めた結果、細胞培養についてはほぼ予定通りに体制が整い実験を進められたけれども、マウス飼育に関しては利用している所内の施設の再編などが重なったことと新たに研究代表者の通院加療が始まったことなどから研究が遅れたために、次年度使用が生じた。
使用計画：繰り越した研究費は、上記の今後の研究の推進方策にそって、主に、昨年度までに行う予定であった遅れが生じているマウスの実験や細胞培養・病理解析のための経費などして使用する予定である。