2014 Fiscal Year Research-status Report
異なる放射線照射条件と多能性幹細胞を用いた次世代DNA損傷ストレス影響研究
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25340033
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
河合 秀彦 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (30379846)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋本 顕 広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 准教授 (70432713)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 放射線 / iPS細胞 / 急照射 / 緩照射 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
正常ヒトiPS細胞及びp53変異ヒトiPS細胞の電離放射線及び紫外線照射によるDNA損傷ストレス応答性について解析を行った。また、p53経路に関連する遺伝子に対する人工ヌクレアーゼを作製し、iPS細胞及びその他のヒト培養細胞株の遺伝子改変細胞株の樹立を試みた。
前年度までの本研究課題の結果から、ヒトiPS細胞では放射線に対する細胞応答性はがん細胞や正常組織由来のヒト培養細胞株とは異なることが明らかとなっていた。また、細胞応答性の解析にあたり、異なる線量率のγ線照射環境を用いることは、急照射では細胞に確率的に観察される生物学的影響が、より確定的に発現する傾向があることが明らかとなった。正常ヒトiPS細胞は放射線照射環境においてはアポトーシス様の細胞死が細胞周期依存的に誘導されるが、p53変異ヒトiPS細胞では細胞周期に依存したアポトーシス様細胞死が生じず、中心体数と細胞分裂像に高い頻度で異常が観察された。また、放射線照射と比較して紫外線照射に対してiPS細胞は、より高い感受性を示すことが明らかとなった。この紫外線照射に対する感受性はp53変異細胞でも観察されたことから、iPS細胞は放射線照射によって生じるDNA損傷に対して特異的にp53に依存した細胞死誘導機構とゲノム安定性維持機構を有する可能性が示唆された。また、p53によって制御される遺伝子群の発現パターンも、その他のヒト細胞株とは異なることが明らかとなったことから、通常の酸素分圧化での試験管内培養条件で誘導される酸化的DNA損傷が生じる環境においてもiPS細胞のゲノム安定性維持にp53が重要な役割を果たしていることを示唆するものと考えられる。
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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
研究目的の達成までには概ね順調に進展しているものと考える。
新しいゲノム編集技術の導入を行い、iPS細胞を含めた異なる細胞株での遺伝子改変を試みたことで、変異導入効率の改善が見込まれていた。しかし、ゲノム編集を行う人工ヌクレアーゼ作製は非常に簡便化されたものの、変異導入効率に関しては、まだ検討の余地がある。その為、p53を含む様々な遺伝子改変細胞株の作製は次年度にも引き続き行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も予定通り実験を進める。iPS細胞以外の細胞でもp53欠損株の作製を行い、放射線の長期被被曝における細胞応答性を異なる視点から明らかにし、目的の達成に向けて研究を遂行する。
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[Journal Article] RAD18 activates the G2/M checkpoint through DNA damage signaling to maintain genome integrity after ionizing radiation exposure.2015
Author(s)
Sasatani M, Xu Y, Kawai H, Cao L, Tateishi S, Shimura T, Li J, Iizuka D, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Kamiya K.Sasatani M, Xu Y, Kawai H, Cao L, Tateishi S, Shimura T, Li J, Iizuka D, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Kamiya K.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 10(2)
Pages: e0117845
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A novel ATM/TP53/p21-mediated checkpoint only activated by chronic γ-irradiation.2014
Author(s)
Cao L, Kawai H, Sasatani M, Iizuka D, Masuda Y, Inaba T, Suzuki K, Ootsuyama A, Umata T, Kamiya K, Suzuki F.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9(8)
Pages: e104279
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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