2021 Fiscal Year Research-status Report

ゲノム変異から探る～カロリー制限の放射線発がん予防機構の解明

Research Project

Project/Area Number	19K12335
Research Institution	National Institutes for Quantum Science and Technology
Principal Investigator	尚奕国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所放射線影響研究部, 主任研究員 (50533189)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	カロリー制限
Outline of Annual Research Achievements	子ども期の放射線被ばく影響では、生涯の発がんリスクの上昇が最も心配される。我々はマウスを用いて、子ども期の放射線被ばくによる肝癌リスクを、成体期からのカロリー制限により低減できることを報告した。本研究は1. 肝癌発生に機能遺伝子変異は発がん過程のいつ、どういう順番で生じたか?2. 自然発生した肝癌と放射線被ばく誘発した肝癌の変異に違いはあるか?3. カロリー制限が変異の発生、蓄積をどう変化させたか?を解明することを目的とした。本研究は組織病理学及び次世代シークエンス解析技術を駆使し、1.肝癌発生における放射線特異的な変異(Radiation signature)の存否を確認する。2.異なるカロリー条件で発症した肝癌の遺伝子変異頻度、パターンの違いを明らかにする。具体的に、B6C3F1雄マウスを用いて、非照射または生後8日齢にX線3.8Gyを全身照射後、49日齢からカロリー制限を開始し、標準食95kcal/週/匹(非制限)または制限食65kcal/週/匹(約30%のカロリー制限)を摂取させた。終生飼育群は各60匹、タイムコース群は100日齢ごとに各群マウス3匹ずつ解剖し、肝癌の発症時期を検証するための肝癌と非癌組織のホルマリン固定と遺伝子変異解析のための凍結保存を完了した。これらのサンプルを病理スクリーニングによって病変の悪性度を確認後、選定した癌と、レファレンスゲノム配列を取るための同個体肝臓非癌部位から、レーザーマイクロダイセクション法で組織を切り出して、ゲノムDNAを精製し、次世代シークエンス法で全エクソーム配列を解読して、遺伝子変異頻度、パターン等を調べる。令和3年度は前年度に引き続き、前がん病変サンプルからレーザーマイクロダイセクション法でゲノムDNAを精製し、前年度に確立した次世代シークエンス解析条件を用いてデータを取得した。取得したデータを用いて、変異検出に用いる解析パイプライン、パラメータ設定等の条件検討も完了し、データ解析方法を確立した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason コロナ感染症流行のため、出勤制限や研究材料入手遅延、使用している病理支援システムのサーバー故障によって研究進捗が遅れている。
Strategy for Future Research Activity	来年度は全サンプルのゲノム変異解析を完了させて、カロリー制限の有無によって変異頻度、スペクトラムの特徴を探索する。
Causes of Carryover	前述理由で研究が遅れたため、次年度に使用額が生じた。次年度は選定した肝癌サンプルの凍結切片を作製し、レーザーマイクロダイセクション法を用いてゲノムDNAを抽出する。また、レファレンスゲノム配列を取得するために、同個体の正常肝臓組織からゲノムDNAを精製する。これらのサンプルを用いて、これまでに確立した次世代シークエンス解析方法を利用して、肝癌サンプルの全エクソームにおける変異数、変異頻度、コピー数異常等を解析し、放射線特異的な変異の有無とカロリー制限の寄与を検討する。