1細胞イメージングを使った放射線照射細胞の運命決定の解析

• 研究課題/領域番号: 15K15447
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 新美 敦子 群馬大学, 未来先端研究機構, 助教 (50508984)
• 研究協力者: 柴田 淳史 群馬大学, 大学院医学系研究科, 研究講師 (30707633) ; 山内 基弘 長崎大学, 学内共同利用施設等, 助教 (60437910)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: ゲノム不安定化 / 重粒子線 / ライブイメージング / 染色体異常 / 医学放射線生物学 / ゲノム不安定性 / 3Dライブイメージング

研究成果の概要

ライブセルイメージングでDNA損傷と細胞周期を同時にモニタリングできる細胞株を樹立し、X線及び重粒子線照射後120時間以上のタイムラプス実験を行った。X線照射細胞では照射後複数回の細胞分裂により重篤なゲノム不安定化が増加し、細胞死に至った。一方重粒子線照射細胞では、照射後すぐの細胞分裂後から効率的に細胞死が引き起こされ、更に細胞分裂自体もX線照射に比べて抑制された。これらの結果から、X線照射細胞では、照射後の細胞分裂を通じた細胞周期進行に伴って一定期間後にその生死の運命決定がなされるのに対し、重粒子線照射細胞では、照射直後に細胞死に向かう運命決定がなされている可能性が示された。

研究成果

• [国際共同研究] Silpakorn University(タイ)
• [雑誌論文] 3D-structured illumination microscopy reveals clustered DNA double-strand break formation in widespread γH2AX foci after high LET heavy-ion particle radiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Yoshihiko、Niimi Atsuko、Isono Mayu、Yamauchi Motohiro、Yasuhara Takaaki、Limsirichaikul Siripan、Oike Takahiro、Sato Hiro、Held Kathryn D.、Nakano Takashi、Shibata Atsushi
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 8 号: 65 ページ: 109370-109381
  • DOI: 10.18632/oncotarget.22679
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BRCA1 directs the repair pathway to homologous recombination by promoting 53BP1 dephosphorylation (2017)
  • 著者名/発表者名: Mayu Isono, Atsuko Niimi, Takahiro Oike, Yoshihiko Hagiwara, Hiro Sato, Ryota Sekine, Yukari Yoshida, Shin-Ya Isobe, Chikashi Obuse, Ryotaro Nishi, Elena Petricci, Shinichiro Nakada, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 18 号: 2 ページ: 520-532
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of pairing between broken DNA-containing chromatin regions by Ku80, DNA-PKcs, ATM, and 53BP1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Motohiro Yamauchi, Atsushi Shibata, Keiji Suzuki, Masatoshi Suzuki, Atsuko Niimi, Hisayoshi Kondo, Miwa Miura, Miyako Hirakawa, Keiko Tsujita, Shunichi Yamashita, Naoki Matsuda
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 41812-41812
  • DOI: 10.1038/srep41812
  • NAID: 120006987560
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of DNA double strand breaks at chromosome boundaries along the track of particle irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Niimi, Motohiro Yamauchi, Siripan Limsirichaikul, Ryota Sekine, Takahiro Oike, Hiro Sato, Keiji Suzuki, Kathryn D. Held, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 雑誌名: Genes Chromosomes & Cancer 巻: 55 号: 8 ページ: 650-660
  • DOI: 10.1002/gcc.22367
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization of complex DNA double-strand breaks in a tumor treated with carbon ion radiotherapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Oike, Atsuko Niimi, Noriyuki Okonogi, Kazutoshi Murata, Akihiko Matsumura, Shin-Ei Noda, Daijiro Kobayashi, Mototaro Iwanaga, Keisuke Tsuchida, Tatsuaki Kanai, Tatsuya Ohno, Atsushi Shibata, Takashi Nakano
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 22275-22275
  • DOI: 10.1038/srep22275
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 超解像度顕微鏡による重粒子線誘発クラスターDNA二本鎖切断の空間的分布の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子, 萩原慶彦, シリパンリムシリチャイクル, 尾池貴洋, 佐藤浩央, 中野隆史, 柴田淳史
  • 学会等名: 第89回 日本遺伝学会
  • 招待講演
• [学会発表] 超解像度顕微鏡による重粒子線誘発クラスターDNA二本鎖切断の空間分布解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子, 萩原慶彦, シリパンリムシリチャイクル, 尾池貴洋, 佐藤浩央, 中野隆史, 柴田淳史
  • 学会等名: 日本放射線影響学会 第60回大会
• [学会発表] 重粒子線に特徴的なDNA損傷の可視化と細胞運命決定に与える影響の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子, 萩原慶彦, シリパンリムシリチャイクル, 尾池貴洋, 佐藤浩央, 中野隆史, 柴田淳史
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 重粒子線照射により誘発される特異なDNA損傷形状の可視化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子, 山内基弘, シリパンリムシリチャイクル, 関根崚太, 磯野真由, 尾池貴洋, 佐藤浩央, 鈴木啓司, 中野隆史, 柴田淳史
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Analysis of DNA synthesis during homologous recombination in G2 cells after ionizing irradiaiton (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Niimi, Siripan Limsirichaikul, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 学会等名: The 10th 3R symposium
  • 発表場所: Hotel Ichibata (Matsue)
  • 年月日: 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of cluster DNA double strand break formation using high-resolution microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Niimi, Nakajima Izumi Nakako, Motohiro Yamauchi, Siripan Limsirichaikul, Takahiro Oike, Hiro Sato, Penny A. Jeggo, Kathryn D. Held, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 学会等名: 10th Quinquennial Conference on Responses to DNA Damage
  • 発表場所: Egmond aan Zee (The Netherlands)
  • 年月日: 2016-04-17
  • 国際学会
• [学会発表] 高LET重粒子線照射により誘発される２つの異なる染色体間にまたがるクラスターDNA損傷の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新美敦子, 山内基弘, シリパンリムシリチャイクル, 関根崚太, 磯野真由, 尾池貴洋, 佐藤浩央, 鈴木啓司, 中野隆史, 柴田淳史
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(神戸）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Visualization of heavy ion induced cluster DNA double strand breaks formation using the super-resolution microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Niimi, Takahiro Oike, Mayu Isono, Yoshihiko Hagiwara, Yukari Yoshida, Akihisa Takahashi, Takashi Nakano, Atsushi Shibata
  • 学会等名: 15th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center (Kyoto)
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [備考] 重粒子線治療研究プログラム:新美助教 重粒子線治療の高い治療効果の一端を証明
  • URL: http://www.giar.gunma-u.ac.jp/topics/
• [備考] 重粒子線照射を受けた細胞に生じるDNA損傷の新たな特徴を発見
  • URL: http://www.med.gunma-u.ac.jp/newsrelease/3763.html
• [備考] 遺伝性乳がん卵巣がん症候群の原因遺伝子であるBRCA1の新たな機能を発見
  • URL: http://www.med.gunma-u.ac.jp/newsrelease/4230.html