UVB照射で生成する長寿命ラジカルと突然変異・ガン化との関係

• 研究課題/領域番号: 14658161
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境影響評価(含放射線生物学)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 熊谷 純 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (20303662)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 長寿命ラジカル / UVB / 突然変異 / 細胞死 / ビタミンC / 電離放射線 / long-lived radicals / point mutation / UVA / UVC / Quantum Yields

研究概要

哺乳動物細胞への紫外線影響はDNA中のピリミジンダイマー生成などが知られているが、UVB領域においてはそれらの生成と突然変異頻度との関係は明確ではない。我々はUVB照射によって動物細胞内に長寿命ラジカル(LLR)が生成されることを発見した。放射線で同様に生成するLLRは、点突然変異を誘発する。本年度はUVB照射によるヒト細胞の細胞死・突然変異誘発の影響と照射後のビタミンCによる突然変異抑制について検討した。
電離放射線誘発LLRsと同様に、UVB誘発LLRsも細胞死に関与しないことが明らかになった。一方、突然変異生成に関しては、UVB照射後にビタミンCを添加すると、添加しない場合と比較して20%ほど発生頻度が下がるが、電離放射線の場合に97%も抑制されたことと比較すると、UVB誘発LLRの突然変異誘発への関与は小さい結果となった。昨年度の研究で、UVB、UVC照射によって細胞中に生成するLLRの1種類は、放射線照射時に生成して突然変異を誘発するLLRと同一のスルフィニルラジカルであり、UVB照射によって生成したLLRとビタミンCとの反応速度定数は、γ線照射によって生成したLLRとの速度定数の約10倍になることがわかっている。これらのことと併せて考えると、UVB照射によってLLRの生成したタンパク部位は、UVBとγ線では異なることが示唆される。UVBとX or γ線では透過率が大きく異なるため、UVBではLLRが細胞膜表面の膜蛋白質に多く生成するのに対し、γ線では細胞の部位を問わず細胞中の蛋白質中に生成すると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Kumagai, J., Itagaki, Y., Shiotani, M., Kodama, S., Watanabe, M., Miyazaki, T.: "Long-lived mutagenic radicals induced in mammalian cells by ionizing radiation are mainly localized to proteins"Radiation Research. 160. 95-102 (2003)
• [文献書誌] T.Miyazaki, J.Kumagai: "Atomic Tunneling Phenomena in Physics, Chemistry and Biology"Springer. 21 (2004)
• [文献書誌] Kumagai, J., Itagaki, Y., Shiotani, M., Kodama, S., Watanabe, M., Miyazaki, T.: "Long-lived mutagenic radicals induced in mammalian cells by ionizing radiation are mainly localized to proteins"Radiation Research. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Kumagai, J., Kawaura, T., Miyazaki, T., Prost, M, Prost, E., Watanabe, M., Leclercq, J.Q.: "Test for antioxidant ability by scavenging long-lived mutagenic radicals in mammalian cells and by blood test with intentional radicals: an application of gallic acid"Radiation Physics and Chemistry. 66. 17-25 (2003)
• [文献書誌] 熊谷 純: "磁気共鳴法を用いた照射生体中の長寿命ラジカルの観測と生物効果との関連性の解明"放射線化学. 75. 3-11 (2003)
• [文献書誌] 熊谷 純: "突然変異やガン化を誘発する長寿命タンパク質ラジカル〜電子スピン共鳴法・電子スピンエコー法による解析〜"放射線生物影響. 37・1. 85-103 (2002)
• [文献書誌] Miyazaki, T., Morikawa, A., Kumagai, J., Ikehata, M., Koana, T., Kikuchi, S.: "Long-lived radicals produced by γ-irradiation or vital activity in plants, animals, cells, and protein solution : their observation and inhomogeneous decay dynamics"Radiation Physics and Chemistry. 65. 151-157 (2002)