2015 Fiscal Year Annual Research Report
低線量率放射線照射下の生体応答における非相同末端結合の役割の解明
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24310045
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
冨田 雅典 一般財団法人電力中央研究所, 原子力技術研究所, 上席研究員 (00360595)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射線 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 幹細胞 / DNA損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA2重鎖切断（以下、DSB）は、放射線被ばくによって生じる生物影響の主な原因である。DNA Ligase IV（以下、Lig4）は、DSBの修復機構の1つである非相同末端結合において、切断したDNA末端を再結合する最も重要なタンパク質である。このLig4に点突然変異を持つマウス（Lig4Y288C, Australian Phenomics Facilityより提供）を用い、以下の結果を得た。
1) 低線量率放射線照射下におけるDNA損傷蓄積性の解明：Lig4Y288Cマウスの生存率は、高線量率（0.5 Gy/分）X線を1 Gy照射した場合と比較して、1 mGy/hで連続照射した方が早期に低下した。一方、さらに低線量率の0.3 mGy/hで連続照射した場合、コントロールと比較して生存率の低下に有意な違いは認められなかったが、加齢に伴う造血前駆細胞の減少が連続照射によってさらに促進し、造血幹細胞のターンオーバーが加速することを確認した。
Lig4Y288Cマウス胎児由来線維芽（MEF）細胞を用い、100 mGy/hの連続照射を行った結果、野生型MEF細胞よりも細胞致死効果は高いが、高線量率（0.9 Gy/分）X線を照射した場合と比較して細胞生存率が回復する線量率効果を示すことを明らかにした。その原因として、連続照射中にDNA損傷が蓄積し、細胞周期の進行が抑制されることを見出した。
2) 低線量率放射線照射下における染色体不安定性の解明：DNA損傷を蓄積した細胞が、p53依存性アポトーシスによって排除されずに生存した場合に、染色体不安定が蓄積されることを明らかにするため、p53ノックアウトマウスとLig4Y288Cマウスを交配し、2重変異MEF細胞の樹立を試みたが、妊娠確率が低いため2重変異を持つ胎児が得られなかった。引き続き細胞の樹立を試みる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
低線量率連続照射を行う施設の不具合により、約半年に及ぶマウスの連続照射を予定通りに実施できず、結果として研究の進捗がやや遅れている。現在修理が完了し、連続照射を再開したことから、残りの実験については計画通りに進捗できる予定である。また、p53ノックアウトマウスとLig4Y288Cマウスを交配した2重変異MEF細胞の樹立に手間取っていたが、2016年度早々に細胞を樹立できたため、今後連続照射実験を実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗の遅れは、設備の修理が完了したことにより取り戻せる予定である。当初の計画に基づき、1. 低線量率放射線照射下におけるDNA損傷蓄積性の解明、2. 低線量率放射線照射下における染色体不安定性の解明、3. 低線量率放射線照射下における生体応答モデルの構築、の3つのテーマについて実験を進める。
1.では、若干不足しているデータを補い、結果の取りまとめを進める。
2.では、2重変異MEF細胞が得られたため、速やかに確立済みの手法を用いて実験を進める。
3.では、すでにPCRアレイの準備が整ったことから、低線量率照射を実施して解析を進め、DNA修復、細胞死、老化に関連する遺伝子の発現変化を解析し、生体応答モデルを構築する。
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| Causes of Carryover |
連携研究者の協力により、国内出張旅費を削減できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品費に活用し、やや遅れ気味の研究を加速する。
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Research Products
(2 results)
