遺伝子損傷とその修復の分子疫学的研究

• 研究課題/領域番号: 06045021
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 大学協力
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 武部 啓 京都大学, 医学研究科, 教授 (10028318)
• 研究分担者: COLE Jane サセックス大学, 細胞変異研究所, 助教授 ; CARR Antony サセックス大学, 細胞変異研究所, 助教授 ; LEHMANN Alan サセックス大学, 細胞変異研究所, 教授 ; BRIDGS Brian サセックス大学, 細胞変異研究所, 教授 ; 巽 純子 京都大学, 医学研究科, 助手 (80128222) ; 宮越 順二 京都大学, 医学研究科, 助教授 (70121572) ; 八木 孝司 京都大学, 医学研究科, 助教授 (80182301) ; BRIDGES Bria サセックス大学, 細胞変異研究所, 教授 ; JEGGO Penny サセックス大学, 細胞変異研究所, 助教授 ; COLE J. サセックス大学, 細胞変異研究所, 助教授 ; 塚田 俊彦 京都大学, 医学部, 助手 (10207334)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円); 1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1995年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1994年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 放射線 / 疫学 / 遺伝子 / DNA修復 / 色素性乾皮症 / 白血病 / 色素乾皮症 / 突然変異 / 発がん / 分裂酵母 / 紫外線 / 修復 / 分子疫学 / 皮膚がん

研究概要

目的:本研究は、放射線による損傷とその修復の分子疫学という新しい分野の開拓をめざし、その分野でもっともすぐれた研究成果を挙げているサセックス大学との共同研究を計画した。分子疫学とは、病気の発生の原因として遺伝子レベルの異常が関与していることを、患者の調査から推定し、分子レベルの研究で証明するとともに、その遺伝子の変化や、関与している遺伝子の分布を調べる学問である。放射線の損傷は、主として遺伝子の損傷としてあらわれるが、それを生じやすい人が存在することが知られている。その原因として放射線損傷の修復能の欠損や低下による場合があり、それを疫学的調査で解明したい。具体的には、(1)DNA修復異常が疑われる病気の欧米と日本の分布の比較とそれに関与した遺伝子の解析、(2)放射線損傷を受けやすい人の検索とその分子レベルの解析、を目的とする。
研究成果:(1)DNA修復欠損を伴う遺伝病の代表例である色素性乾皮症(XP)のうち、日本に多いA群について、イギリスの患者の細胞の提供を受け、遺伝子の変化の部位を比較した。日本とイギリスではすべて遺伝子の変化の部位が異なっていた。このことが症状の差にも反映し、日本のXPA患者にくらべ、イギリスのXPA患者が一般に軽症であるのは、遺伝子の重要度の低い部位の変化(突然変異)によることがわかった。(2)放射線のDNA損傷を高感度に検出する手法の一つとして、コメット法をサセックス大学より技術指導を受けた。(3)サセックス大学を中心に研究されていた、原子力施設従業員の子供の白血病多発について、放射線が原因でないことが、放射線量の詳しい推定によって明らかになったが、その詳細な研究経過を学んだ。(4)電磁場の生体影響に関する京都大学の研究について、サセックス大学の環境要因による遺伝子損傷の研究成果と対比させて、検討を行ない、人体影響はほとんどないと結論づけた。
国際学術研究としての意義:サセックス大学のブリッジェス教授の研究グループは、英国医学研究機構(Medical Research Council)の細胞突然変異部門(Cell Mutation Unit)をも兼ねており、長年の研究実績を有する。研究代表者とは、約20年前から交流があり、研究テーマ、研究内容にも多くの共通点がある。3年間の国際学術研究を通じて得た最大の成果は、両研究室相互の研究材料(ヒト細胞)及び研究技術の自由な相互提供であった。研究代表者からは、サセックス大学グループが保有していない電磁場装置による研究成果を提供し、サセックス大学からは、彼らが開発したコメット法の指導を受けた。色素性乾皮症A群患者については、初めて本格的な分子レベルの比較ができ、分子疫学の手法が確立できた。これらの成果は、国際学術研究の制度によって初めて可能となったものである。中でも、世界的に放射線損傷が遺伝するのかと注目された白血病の例では、ブリッジェス教授が、イギリスの調査委員長であったことから、詳細な検討経過を3年間にわたって教示、提供され、きわめて明確に疫学的研究での結果が原因と結果の関係を示すものではなかったことが示された。このことは第3年度にブリッジェス教授を招へいして、長時間にわたって討論して十分理解できた。
サセックス大学は京都大学と交流協定を結んでおり、本研究に関連して、医学部学生2名、薬学部学生1名が研究留学(各2ヵ月)し。技術取得をも行なった。その結果、実質的に共同実験研究としても進めることができた。
問題点:招へい予定者の1人が第2年次に病気で来ることができず、代りに派遣を1名増やして研究を行なった他は、ほぼ当初の計画通り実施できた。派遣者はサセックス大学において講演(延3回)を行ない、招へい者も京都大学において講演(延2回)するなど、本組織以外の研究者にも研究成果を広く知らせることができた。研究代表者、研究分担者とも多忙で、派遣、招へいはいずれも短期間になったが、本研究経費以外でも、研究代表者及び分担者は延3回相互に訪問し、より密接な交流を行なうことができた。3年間を通じきわめて実り多い国際学術研究ができたことを感謝している。

研究成果

• [文献書誌] Toshihiko Tsukada: "Functional analysis of the cell-specific enhancer in the human proopiomelanocortin gene by -galactosidase." DNA Cell Biol.13. 755-762 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Bokshil Shung: "X-ray-induced transcriptional activation of c-mos and XRCCI genes in ataxia telangiectasia cells." Mutat.Res.307. 43-51 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "A newly designed experimental system for exposure of mammlian cells to extremely low frequency magnetic fields." J.Radiat.Res.35. 26-34 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takashi Yagi: "Similarity in the molecular profile of mutations induced by UV light in shuttle vector plasmids." Mutagenesis. 9. 73-73 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mayumi Sato: "Far less frequent mutation in ras genes than in p53 gene in skin tumors fo xeroderma pigmentosum patients." Mol.Carcinog.11. 98-105 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Chikako Nishigori: "Mutations in ras genes in cells cultured from mouse skin tumors induced by ultraviolet irradiation." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91. 7189-7193 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuhiro Matsumura: "High prevalence of mutations in the p53 gene in poorly differntiated squamous cell carcinomas in xeroderma pigmentosum patients." J.Invest.Dermatol.105. 399-401 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Toshihiko Tsukada: "Vasoactive intestinal peptide gene expression in the rat pheochromocytoma cell line PC12." Mol.Cell.Endocrinol.107. 231-239 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Tomonari Matsuda: "Molecular analysis of mutations induced by 2-chloroacetaldehyde,the ultimate carcinogenic form or vinyl chloride,in human cells using shuttle vectors." Carcinogenesis. 16. 2389-2394 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Changes in radiation sensitivity of human osteosarcoma cells after p53 introduction." Jpn.J.Cancer Res.86. 711-713 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nobuyuki Yamagishi: "Modification of the radiosensitivity of human cells to which simian virus 40 T-antigen was transfected." J.Radiat.Res.36. 239-247 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shuji Ohtsu: "Enhancement of β-galactosidase gene expression in rat pheochromocytoma cells by exposure to extremely low frequency magnetic fields." Biochem.Biophys.Res.Commun.212. 104-109 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yanjun Lu: "Sites and types of UV-induced mutations leading to inactivation of the growth-arresting activity in p21(sdil/cipl/wafl)cDNA." Carcinogenesis. 17. 2343-2345 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuhiro Matsumura: "Characterization of p53 gene mutations in basal-cell carcinomas:comparison between sun-exposed and less-exposed skin areas." Int.J.Cancer. 65. 778-780 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Exposure to magnetic field(5mT at 60 Hz)does not affect cell growth and c-myc gene expression." J.Radiat.Res.37. 185-191 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Tomonari Matsuda: "Detection and quantification of DNA strand breaks in human cells induced by contaminants in Japanese tap waters." Wat.Sci.Tech.33. 297-304 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Increased radiosensitivity of p16 gene-deleted human glioma cells after transfection with wild-type p16 gene." Jpn.J.Cancer Res.88. 34-38 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Mutation induction by high-density,50 Hz magnetic field in human MeWo cells exposed in the DNA synthesis phase." Int.J.Radiat.Biol.71. 75-79 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hiraku Takebe: "DNA Repair Mechanisms:Impact on Human Diseases and Cancer,Chapter 11(Edited by J.-H.Vos)" R.G.Landes Company, 239-246 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Tsukada, T., Nakai, Y., Fukushima, M., Usui, T., Imura, H.and Takebe, H.: "Functional analysis of the cell-specific enhancer in human proopiomelanocortin gene by beta-galactosidase" DNA and Cell Biology. 13. 755-762 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shung, B., Miyakoshi, J.and Takebe, H.: "X-ray-induced transcriptional activation of c-myc and XRCCl genes in ataxia telangiectasia" Mutation Research. 307. 43-51 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Ohtsu, S., Tatsumi-Miyakima, J.and Takebe, H.: "A newly designed experimental system for exposure of mammalian cells to extremely low frequncy magnetic fields" Journal of Radiation Research. 35. 26-34 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yagi, T., Sato, M., Nishigori, C.and Takebe H.: "Similarity in the molecular profile of mutations induced by UV light in shuttle vector plasmids propagated in mouse and human cells" Mutagenesis. 9. 73-77 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato, M., Nishigori, C., Lu, Y., Zghal, M., Yagi, T.and Takebe, H.: "Far less frequent mutations in ras genes than in the p53 gene in skin tumors of xeroderma pigmentosum patients." Molecular Carcinogenesis. 11. 98-105 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nishigori, C., Wang, S., Sato, M., Miyakoshi, J., Tsukada, T.Yagi, T., Takebe, H.: "Mutations in ras genes in cells cultured form mouse skin tumors induced by ultraviolet irradiation" Proceedings of National Academy of Science, USA. 91. 7189-7193 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsumura, Y., Sato, M., Nishigori, C., Zghal, M., Yagi, T., Imanura, S.and Takebe, H.: "High prevalence of mutations in the p53 gene in poorly differentiated squamous cell carcinomas in xeroderma pigmentosum patients" Journal of Investigative Dermatology. 105. 399-401 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tsukada, T., Fukushima, M., Takebe, H.and Nakai Y.: "Vasoactive intestinal peptide gene expression in the rat pheochromocytoma cell line PC12" Molecular and Celluar Endocrinology. 107. 231-239 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsuda, T., Yagi, T., Kawanishi, M., Matsui, S.and Takebe, H.: "Molecular analysis of mutations induced by 2-chloro-acetaldehyde, the ultimate carcinogenic form of vinyl chloride, in human cells using shuttle vectors" Carcinogenesis. 16. 2389-2394 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Yamagishi, N., Ohtsu, S.and Takebe, H.: "Changes in radiation sensitivity of human osteosarcoma cells aftor p53 introduction" Japanese Journal of Cancer Research. 86. 711-713 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yamagishi, N., Miyakoshi, J., Ohtsu, S., Day, III,R.S.and Takebe, H.: "Modification of the radiosensitivity of human cells to which simial virus 40 T-antigen was transfected" Journal of Radiation Research. 36. 239-247 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Othsu, S., Miyakoshi, J., Tsukada, T., Hiraoka, M., Abe, M.and Takebe, H.: "Enhancement of beta-galactosidase gene expression in rat pheochromocytoma cells by exposure to extremely low frequency magnetic fields" Biochemical Biophysical Research Communications. 212. 104-109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Lu, Y., Yamagishi, N., Miyakoshi, J., Noda, A., Yagi, T.and Takebe, H.: "Sites and types of UV-induced mutations leading to inactivation of the growth arresting activity in p21 (sdil/cipl/wafl) cDNA" Carcinogenesis. 17. 2343-2345 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsumura, Y., Nishigori, C., Yagi, T., Imamura, S.and Takebe, H.: "Characterization of p53 gene mutations in basal-cell carcinomas : comparison between sun-exposed and less-exposed skin areas" International Journal of Cancer. 65. 775-780 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Ohtsu, S., Shibata, T.and Takebe, H.: "Exposure to magnetic field (5mT at 60Hz) does not affect cell growth and c-myc gene expression" Journal of Radiation Research. 37. 185-191 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsuda, T., Yagi, T., Takebe, H.and Matsui S.: "Detection and quatification of DNA strand breaks in human cells induced by contaminants in Japanese tap waters" Water Science and Technology. 33. 297-304 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Kitagawa, K., Yamagishi, N., Ohtsu, S., Day, R.S.and Takebe, H.: "Increased radiosensitivity of p16 gene-deleted human glioma cells after transfection with wild-type p16 gene" Japanese Journal of Cancer Research. 88. 34-38 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Kitagawa, K.and Takebe, H.: "Mutation induction by high-density, 50-Hz magnetic fields in human MeWo cells exposed in the DNA synthesis phase" International Journal of Radiation Biology. 71. 75-79 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nishigori, C., Moriwaki, S., Takebe, H., Tanaka, T.and Imamura, S.: "Gene alterations and clinical characteristics of xeroderma pigmentosum group A patients in Japan" Archives of Dermatology. 130. 191-197 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kushunoki, Y., Hayashi, T., Hirai, Y., Kushiro, J., Tatsumi, K., Kurihara, T., Zghal, M., Kamoun, M.R., Takebe, H., Jeffreys, A., Nakamura, N.and Akiyama, M.: "Increased rate of spontaneous mitotic recombination in T lymphocytes from a Bloom's syndrome patient using a flow-cytometric assay at HLA-A locus" Japanese Journal of Cancer Research. 85. 610-618 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Miyakoshi, J., Yamagishi, N., Ohtsu, S., Mohri, K.and Takebe, H.: "Increase in hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene mutations by exposure to high-density 50Hz magnetic fields" Mutation Research. 349. 109-114 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takebe, H., Nishigori, C., Sato, M., Matsumura, Y.and Yagi, T.: Chapter 11 (Edited by J.-H.Vos) R.G.Landes Company. DNA Repair Mechanisms : Impact on Human Diseases and Cancer, 239-246 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yanjun Lu: "Sites and types of UV-induced mutaions leading to inactivation of the qrowth-arresting activity in p21(sdil/cipl/wafl)cDNA." Carcinogenesis. 17. 2343-2345 (1996)
• [文献書誌] Yasuhiro Matsumura: "Characterization of p53 qene mutations in basal-cell carcinomas:comparison between sun-exposed andless-exposed skin areas." Int.J.Cancer. 65. 778-780 (1996)
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Exposure to magnetic field(5mT at 60Hz)does not affect cell growth and c-myc gene expression." J.Radiat.Res.37. 185-191 (1996)
• [文献書誌] Tomonari Matsuda: "Detection and quantification of DNA strand breaks n human cells induced by contaminants in Japanese tap waters." Wat.Sci.Tech.33. 297-304 (1996)
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Increased radiosensitivity of p16 gene-deleted human glioma cells after transfection with wild-type p16 gene." Jpn.J.Cancer Res.88. 34-38 (1997)
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Mutation induction by high-density,50 Hz magnetic field in human MeWo cells exposed in the DNA synthesis phase." Int.J.Radiat.Biol.71. 75-79 (1997)
• [文献書誌] Yasuhiro Matsumura: "High prevalence of mutations in the p53 gene in poorly differentiated squamous cell carcinomas in xeroderma pigmentosum patierts" J. Invest. Dermatol.105. 399-401 (1995)
• [文献書誌] Toshihiko Tsukada: "Vasoactive intestinal peptide gene expression in the rat pheochromocytoma cell line PC12" Mol. Cell. Endocrinol.107. 231-239 (1995)
• [文献書誌] Tomonari Matsuda: "Molecular analysis of mutations induced by 2‐chloroacetaldehyde, the ultimate carcinogenic form of vinyl chloride, in human cells using shuttle vectors" Carcinog.16. 2389-2394 (1995)
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "Changes in radiation sensitivity of human osteosarcoma cells after p53 introduction" Jpn. J. Cancer Res.86. 711-713 (1995)
• [文献書誌] Nobuyuki Yamagishi: "Modification of the radiosensitivity of human cells to which simian virus 40 T‐antigen was transfected" J. Radiat. Res.36. 239-247 (1995)
• [文献書誌] Shuji Ohtsu: "Enhancement of β‐galactosidase gene expression in rat pheochromocytoma cells by exposure to extremely low frequency magnetic fields" Biochem. Biophys. Res. Commun.212. 104-109 (1995)
• [文献書誌] Toshihiko Tsukada: "Functional analysis of the cell-specific enhancer in the human proopiomelanocortin gene by β-galactosidase" DNA and Cell Biology. 13. 755-762 (1994)
• [文献書誌] Bokshil Shung: "X-ray-induced transcriptional activation of c-mos and XRCC1 genes in ataxia telangiectasia cells" Mutation Research. 307. 43-51 (1994)
• [文献書誌] Junji Miyakoshi: "A newly designed expreimental system for exposure of mammlian cells to extremely low frequency magnetic fields" Journal of Radiation Research. 35. 26-34 (1994)
• [文献書誌] Takashi Yagi: "Similarity in the molecular profile of mutations induced by UV light in shuttle vector plasmids" Mutagenesis. 9. 73-77 (1994)
• [文献書誌] Mayumi Sato: "Far less frequent mutations in ras genes than in p53 gene in skin tumors of xeroderma pigmentosum patients" Molecular Carcinogenesis. 11. 98-105 (1994)
• [文献書誌] Chikako Nishigori: "Mutations in ras genes in cells cultured from mouse skin tumors induced by ultraviolet irradiation" Proceedings of the National Academy of Science of the United States. 91. 7189-7193 (1994)