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2011 Fiscal Year Research-status Report

超音波によるゲノム損傷応答機構の解明

Research Project

Project/Area Number 23650304
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

近藤 隆  富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (40143937)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 趙 慶利  富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 助教 (90313593)
田渕 圭章  富山大学, 生命科学先端研究センター, 准教授 (20322109)
高崎 一朗  富山大学, 生命科学先端研究センター, 助教 (00397176)
Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
KeywordsDNA二本鎖切断 / キャビテーション
Research Abstract

超音波が直接細胞内のDNAに与える影響は明らかではない.本研究ではH2AXリン酸化フォーカス形成を中心に、超音波のDNA損傷誘発機構に関して調べ、放射線および温熱のそれらと比較検討した.ヒトリンパ腫細胞株、U937を主として用い、周波数1 MHz、PRF 100 Hz、DF 10%の条件でSonicmaster ES-2 (OG Giken Co., Ltd., Okayama, Japan)を用い照射した.陽性対照としてX線照射や温熱処理を用いた.リン酸化H2AXを特異的抗体による免疫染色法、フローサイトメトリー法、ウエスタンブロット法にて検討した.DNA損傷を中性コメット法による電気泳動度を指標として検討し、また修復タンパクの核局在を免疫染色法にて検討した.キャビテーション指標としてOH・の産生を利用し、DMPOを用いたEPR-スピン捕捉法にて検討した.超音波が放射線や温熱と同様、処理後30分の細胞において照射強度・時間依存的にリン酸化H2AXを誘導し,中性コメットアッセイ法においてもDNA損傷が検出された.NBS1, DNAPK-csの挙動は、放射線のそれと類似したが、ATMは異なった。亜酸化窒素でキャビテーション最終崩壊温度を下げると超音波によるリン酸化H2AXフォーカスは認められず、細胞死も有意に抑制された。一方でDMSOやNACを用いて細胞内外のROSの産生を抑制しても、H2AXの有意な抑制はなかった。同様の細胞死水準で、超音波誘発OH・生成量は放射線に比べて少なく、ゲノム損傷と応答の原因として、ROS以外の機械的作用の関与が示唆される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

超音波のDNA損傷誘発機構に関して調べ、特に二本鎖切断の生成はキャビテーションによる機械的作用が原因であることを見出した。さらに、その修復機構についても調べ、論文として報告したので、一定の目的を達したと思われる。

Strategy for Future Research Activity

超音波のDNA損傷誘発機構の詳細について、1)修復機構、2)DNA損傷に起因する遺伝子発現変化、3)これを利用した超音波の治療への応用について検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究は継続的に行われており、実験用消耗品、人件費、および旅費に使用予定である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] DNA double-strand breaks induced by cavitational mechanical effects of ultrasound in cancer cell lines.2012

    • Author(s)
      Furusawa Y, Fujiwara Y, Campbell P, Zhao Q-L, Ogawa R, Hassan MA, Tabuchi Y, Takasaki I, Takahashi A, and Kondo T
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7(1) Pages: e29012.

    • DOI

      doi:10.1371/journal.pone.0029012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ultrasond induces DNA double strand breaks in genome DNA through the cavitational effects.2011

    • Author(s)
      Furusawa Y and Kondo T
    • Organizer
      The 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemstry and The International Workshop on Advanced Sonochemistry
    • Place of Presentation
      Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2011, 11, 2-4
  • [Book] AIP Conf Proc 1359, American Institute of Physics,2011

    • Author(s)
      Furusawa Y, Fujiwara Y, Zhao Q-L, Hassan MA, Ogawa R, Tabuchi Y, Takasaki I,Takahashi A, Ohnishi T, and Kondo T
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      10th International Symposium on Therapeutic Ultrasound (ISTU2010)

URL: 

Published: 2013-07-10  

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