2022 Fiscal Year Research-status Report
A study on DNA damages in germ cells of male mice and germline mutations induced in the offspring
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19K12347
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
増村 健一 国立医薬品食品衛生研究所, 安全性予測評価部, 部長 (40291116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀端 克良 国立医薬品食品衛生研究所, 変異遺伝部, 室長 (40402995)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 遺伝毒性 / 次世代影響 / DNA損傷 / 遺伝子突然変異 / ゲノム / アクリルアミド / 生殖細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、遺伝毒性物質が生殖細胞にDNA損傷および突然変異を誘発し、次世代個体のゲノムに突然変異(de novo mutation)をもたらすリスクについて検討する。雄性生殖細胞のDNA損傷（DNA付加体形成）が次世代個体ゲノムの突然変異にどのように関与しているかを量的・質的に明らかにすることを目的とする。
加熱食品に含まれる変異原物質であるアクリルアミドを8週齢の雄gpt deltaマウスに300, 100, 30 ppmの用量で28日間飲水投与し、最終投与3日後（28+3d）および最終投与100日後（28+100d）に精巣および精巣上体を採取した。精巣からDNAを抽出し、DNA付加体（N7-dG-GA）量を測定した結果、28+3d群においてDNA付加体量は用量依存的に増加した。精巣および精子のgpt突然変異体頻度は28+3d群の300 ppm投与群で有意に増加した。
次世代個体ゲノムへの影響を調べるため、28日間飲水投与の3日後（28+3d）および49日後（28+49d）に無処理雌個体と交配し、次世代個体を得た。28+49d群の無処理群と300 ppm処理群、28+3d群の100 ppm処理群、陽性対象としてENU投与群について、各1家族（両親＋子4匹）計24匹の全ゲノム解析を実施した。全ゲノム解析によりSNVの親子間比較を行い、次世代個体ゲノムのde novo変異を検出し、次世代突然変異頻度を算出した。28+49d群の300 ppm処理群では無処理群と比較して次世代突然変異頻度が有意に２倍増加した。また、28+3d群の100 ppm処理群では次世代突然変異頻度が有意に２倍増加した。引き続き、処理群で誘発された突然変異の特徴を比較し、曝露時期の影響を分析する。
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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
雄gpt deltaマウスを用いたアクリルアミド28日間飲水投与実験を実施し、最終投与3日後（28+3d）および100日後（28+100d）の精巣および精巣上体を採取した。DNA付加体測定を行い、投与群の精巣においてDNA付加体（N7-dG-GA）量の用量依存的な増加を認めた。また、遺伝子突然変異頻度測定を実施し、28+3dの精巣と精子において、gpt遺伝子突然変異頻度の有意な増加がみられた。次世代個体ゲノムへの影響を調べるため、最終投与3日後（28+3d）および49日後（28+49d）に無処理雌個体と交配して次世代個体を得た。コストの観点から、全ゲノム解析は解析対象を１用量１家族に絞って行った。28+3d の100 ppm投与群、28+49d の300 ppm投与群および対照群の全ゲノム解析を実施し、次世代ゲノムのde novo変異を検出した。精子細胞時に曝露した精子（28+3d）由来の次世代個体および精原細胞時に曝露した精子（28+49d）由来の次世代個体においてゲノム中のde novo変異の有意な増加を検出することができた。研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きアクリルアミド投与雄マウスの子のゲノムに生じたde novo変異の解析を行う。最終投与3日後の交配群（28+3d）の100 ppm投与群、最終投与49日後の交配群（28+49d）の300 ppm投与群および対照群の家族サンプルを用いた全ゲノム解析によりde novo 変異を検出した。精子細胞時に曝露した精子（28+3d）由来の次世代個体および精原細胞時に曝露した精子（28+49d）由来の次世代個体におけるゲノム中のde novo変異の有意な増加を認めた。得られた結果を踏まえ、曝露時期の異なる投与群の子のde novo 変異スペクトルを比較し、特徴の違いを調べる。アクリルアミド投与によるDNA付加体形成、遺伝子突然変異、および次世代個体ゲノム変異を総合的に比較し、アクリルアミドの生殖細胞遺伝毒性と次世代突然変異の関係について考察する。
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| Causes of Carryover |
本研究ではマウスの全ゲノム解析と親子間比較によって次世代個体ゲノム中の突然変異を検出する。このため次世代シーケンサーを用いたシークエンス解析および情報解析を行っている。対象となる個体数を絞り、一括して次世代変異解析を実施することでコストを抑えることができたため、次年度使用額として追加解析および研究成果発表（学会、論文等）の費用として使用する。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Absence of in vivo mutagenicity of 4,4'-oxybis(benzenesulfonohydrazide) in liver and glandular stomach of MutaTM Mouse2022
Author(s)
Iso T, Natsume M, Murata Y, Shigeta Y, Hirose N, Umano T, Horibata K, Masumura K, Sugiyama K, Matsumoto M, Hirose A
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Journal Title
Fundamental Toxicol Sci
Volume: 9
Pages: 31-36
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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