2016 Fiscal Year Annual Research Report
Roles of DNA polymerase kappa on establishment of threshold for genotoxic carcinogens
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26281029
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
能美 健彦 国立医薬品食品衛生研究所, 安全性生物試験研究センター, 客員研究員 (30150890)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須井 哉 一般財団法人食品薬品安全センター秦野研究所, 代替法試験部 遺伝学研究室, 室長 (50426433)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝毒性 / 閾値 / トランスリージョンDNA合成 / 環境変異原 / 発がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. Polκノックインgpt deltaマウスを用いたベンツピレンの発がん性と遺伝毒性の検出
DNAポリメラーゼκ (Polκ)のDNAポリメラーゼ活性を不活化させたPolκノックインgpt deltaマウス(Polκ KI マウス)と対照となるgpt deltaマウスにベンツピレン（BP、高用量と低用量）とデキストラン硫酸ナトリウム（DSS）を投与し、発がん性と遺伝毒性を比較検討した（平成26年度）。大腸においては発がん性、遺伝毒性とも両者の間に差は認められなかったが、肺の突然変異頻度と骨髄における小核頻度は、Polκ KI マウスが高い値を示し、PolκのBPに対する防護作用には臓器特異性があることが示唆された。またPolκ KI マウスは、肺および大腸においてDSS投与群で高い突然変異頻度を示し、Polκが炎症に基づく突然変異を抑制することが示唆された（平成27年度）。今年度はDNAシークエンス解析を行い、Polκ KI マウスではDSS投与によりG:C→C:G変異が増大していることを明らかにした。Polκ KI マウスが炎症に基づく突然変異に対して高い感受性を示したことから、DSS単独投与による発がん性に対してPolκ KI マウスが高い感受性を示すかを検討するため、発がん試験に必要なPolκ KI マウスの繁殖を進めている。
2. Polκ KIおよびノックアウト(KO)ヒト細胞を用いた遺伝毒性発がん物質の検出と閾値
Polκ KIおよびKO細胞を用い、染色体異常を指標に、メナジオンに対する閾値（染色体異常が無処理群よりも高く検出されない最高用量）を検討した。その結果、野生型株の閾値が8μMであったのに対し、KI株およびKO株の閾値は4μM であった。以上の結果から、メナジオンによる酸化DNA損傷に対する閾値形成にPolκが役割を果たしていることが示唆された。
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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
1. Polκノックインgpt deltaマウスを用いたベンツピレンの発がん性と遺伝毒性の検出
昨年度までの研究で(1) BPの遺伝毒性に対するPolκの防護作用には臓器特異性があること（肺、骨髄では防護作用を示すが、大腸では示さない）(2) Polκが炎症に基づく突然変異の抑制に大きな役割を果たしていることを明らかにした。今年度は、炎症による突然変異が主にG:C→C:Gであることを明らかにし、炎症により生ずるグアニンのN2-付加体をPolκが誤りなく乗り越える可能性を示唆した。
2. Polκ KIおよびノックアウト(KO)ヒト細胞を用いた遺伝毒性発がん物質の検出と閾値
Polκ KO細胞がマイトマイシンCの突然変異、姉妹染色分体交換誘発性に関してPOLK+株よりも高い感受性を示すことを日本環境変異原学会の機関誌(Genes and Environ., 39, 6, 2017)に発表した。平成28年度は、Polκ KIおよびKOヒト細胞を用いメナジオンの遺伝毒性とその閾値について検討した。研究は順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. Polκノックインgpt deltaマウスを用いたベンツピレンの発がん性と遺伝毒性の検出
平成29年度は、Polκ KI マウスと対照となるgpt deltaマウス(Polk+)にDSSを投与し、大腸における発がん性、遺伝毒性を比較する。またDSSの効果は多臓器に及ぶので、肺、骨髄を含む多数の臓器で（突然変異、小核形成）を検討する。またDNA付加体、Polκの発現量を検討する。
2. 2. Polκ KIおよびノックアウト(KO)ヒト細胞を用いた遺伝毒性発がん物質の検出と閾値
Polκ KIおよびKOヒト細胞を用いパラコートの遺伝毒性とその閾値について検討する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度は、海外での学会出席が少なく、国内の学会も東京近郊であったため、旅費に多くの経費がかからず次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は、米国、韓国で国際学会があるため、次年度使用額は、これらの旅費に充当する。
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