低線量率放射線照射によるROS産生とインスリン抵抗性惹起機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12330
• Research Institution: Institute for Environmental Sciences
• Principal Investigator: 杉原 崇 公益財団法人環境科学技術研究所, 生物影響研究部, 主任研究員 (50715472)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 低線量率放射線 / インスリン抵抗性 / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

これまで我々は低線量率（20mGy/日）放射線連続照射がマウスのインスリン抵抗性を惹起するという結果を得た。これまで報告されたインスリン抵抗性惹起機構に関する知見では、肥満が引き起こすROS（活性酸素）産生亢進がインスリン抵抗性に重要であると提唱されている。また、過去に低線量放射線照射によってROS産生が亢進する知見が報告されていることから、低線量率放射線照射によって惹起されるインスリン抵抗性はROS産生亢進によるものではないかと考える。本課題では、低線量率放射線照射されたマウス及び細胞の分子生物学的解析を行うことにより、低線量率放射線照射によるインスリン抵抗性惹起機構の解明を目指す。
昨年度は、「低線量率放射線照射された脂肪細胞のインスリン抵抗性惹起機構の解析」について解析を行い、低線量率放射線が脂肪細胞において影響を引き起こすことを世界で初めて明らかにした。本年度は、インスリン抵抗性に関わる遺伝子の発現機構についての解析を行い、低線量率放射線照射がDNAメチル化に影響を及ぼし、そのことがインスリン抵抗性に関わる遺伝子の発現に影響を及ぼすことを確認した。
申請時に予定していたマウス個体でのインスリン抵抗性惹起機構に関しては、低線量率放射線照射による肥満がインスリン抵抗性の惹起に必要であると考えた。そこで、低線量率放射線照射によって肥満しない系統のマウス（C3H)の血糖値等を調べることでインスリン抵抗性と肥満にとの関係について確認する実験を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請時には脂肪レベルと個体レベルの二つの面から、インスリン抵抗性惹起機構を明らかにすることを目指した。昨年度は、「低線量率放射線照射された脂肪細胞のインスリン抵抗性惹起機構の解析」について解析を行い、低線量率放射線が脂肪細胞において影響を引き起こすことを世界で初めて明らかにした。本年度は、その影響の発現機構についての解析を行い、低線量率放射線照射がDNAメチル化に影響を及ぼし、そのことがインスリン抵抗性に関わる遺伝子の発現に影響を及ぼすことを確認した。一方、申請時に予定していたミトコンドリア機能解析に関しては、現在進行中である。コロナ蔓延のため、研究の一部が制限されたため研究進展に一部の遅れがあるものの、おおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

申請時に明らかにしようとした「低線量率放射線照射された脂肪細胞のインスリン抵抗性惹起機構の解析」については、脂肪培養細胞を用いて低線量率放射線による遺伝子発現制御機序についての一部を理解できた。今後も引き続き機序を検討する予定である。また、申請時に予定していたマウス個体でのインスリン抵抗性惹起関して関しては、低線量率放射線照射による肥満がインスリン抵抗性の惹起に必要であると考え、低線量率放射線照射によって肥満しない系統のマウス（C3H)の血糖値等を調べることでインスリン抵抗性と肥満にとの関係について確認する実験を行う。

Causes of Carryover

昨年度はコロナウイルス蔓延の影響で一部の実験計画を進展させること及び成果の発表ができなかった。次年度は昨年度に実施できなかった、マイクロアレイ解析やその他予定していた大規模な解析実験を行いたい。また、これまでに行った実験の論文化を目指す。