相互補完型マルチハイスループット技術による次世代放射線影響研究

• 研究課題/領域番号: 16K00547
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 河合 秀彦 広島大学, 大学院医歯薬保健学研究科(薬), 准教授 (30379846)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 持続放射線照射 / ハイスループットスクリーニング / 細胞応答 / 細胞運命

研究成果の概要

低線量（率）の放射線被曝による生物影響とその発現機構は未だ不明な点が多い。本研究では、低線量（率）放射線被曝の生物影響を解明することを目的に、ガンマ線持続照射設備を用いて、幅広い線量率のガンマ線を異なる種類の培養細胞に持続照射し、照射線量率や照射期間に依存して現れる細胞応答や細胞運命の変化を2種類のハイスループット解析機器を用いて網羅的にデータ取得、解析を行った。本研究のヒトの初代培養細胞を含む複数の培養細胞と相互補完型ハイスループット解析を用いた研究によって、低線量率の持続放射線照射によって現れる生物影響に関与する細胞応答と複数の制御因子を明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

未だ不明な点が多い低線量（率）の放射線被曝の人体影響について、低線量率の持続放射線照射によって現れる細胞への影響と細胞の応答機構及びそれらに関与する、或いは、直接制御する複数の因子を明らかとすることができた。これらの因子と人体への影響やがんなどを含む疾病との関わりを新たな視点から研究することによって、今後、放射線影響の分子機構を解明することが可能となることが期待される。また、本研究によって、細胞老化を制御する因子を同定したことから、老化メカニズムの研究への貢献も期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Preferential digestion of PCNA-ubiquitin and p53-ubiquitin linkages by USP7 to remove polyubiquitin chains from substrates. (2019)
  • 著者名/発表者名: Masuda Y, Kanao R, Kawai H, Kukimoto I, Masutani C.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 294 ページ: 4177-4187
  • DOI: 10.1074/jbc.ra118.005167
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Replication stress induces accumulation of FANCD2 at central region of large fragile genes (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Y, Iwasaki WM, Kugou K, Takahashi KK, Oda A, Sato K, Kobayashi W, Kawai H, Sakasai R, Takaori-Kondo A, Yamamoto T, Kanemaki MT, Taoka M, Isobe T, Kurumizaka H, Innan H, Ohta K, Ishiai M, Takata M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 46(6) ページ: 2932-2944
  • DOI: 10.1093/nar/gky058
  • NAID: 120006488604
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Radiation-Induced Myofibroblasts Promote Tumor Growth via Mitochondrial ROS-Activated TGFβ Signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimura T, Sasatani M, Kawai H, Kamiya K, Kobayashi J, Komatsu K, Kunugita N
  • 雑誌名: Molecular Cancer Research 巻: 16(11) ページ: 1676-1686
  • DOI: 10.1158/1541-7786.mcr-18-0321
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] ATM-mediated mitochondrial damage response triggered by nuclear DNA damage in normal human lung fibroblasts (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimura T, Sasatani M, Kawai H, Kamiya K, Kobayashi J, Komatsu K, Kunugita N.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 16(24) ページ: 2345-2354
  • DOI: 10.1080/15384101.2017.1387697
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Overexpression of Rev1 promotes the development of carcinogen-induced intestinal adenomas via accumulation of point mutation and suppression of apoptosis proportionally to the Rev1 expression level (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasatani M, Xi Y, Kajimura J, Kawamura T, Piao J, Masuda Y, Honda H, Kubo K, Mikamoto T, Watanabe H, Xu Y, Kawai H, Shimura T, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Zaharieva EK, Kamiya K.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 38(5) ページ: 570-578
  • DOI: 10.1093/carcin/bgw208
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] A comparison of radiation-induced mitochondrial damage between neural progenitor stem cells and differentiated cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimura T, Sasatani M, Kawai H, Kamiya K, Kobayashi J, Komatsu K, Kunugita N.
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 16 ページ: 565-573
  • DOI: 10.1080/15384101.2017.1284716
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metabolomic screening using ESI-FT MS identifies potential radiation-responsive molecules in mouse urine. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iizuka D, Yoshioka S, Kawai H, Izumi S, Suzuki F, Kamiya K.
  • 雑誌名: Journal of radiation research 巻: in press ページ: 273-280
  • DOI: 10.1093/jrr/rrw112
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] ガンマ線持続照射環境での細胞運命制御メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合 秀彦、曹 麗麗、金井 昭教、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 雑誌名: 長崎医学会雑誌 巻: 91 ページ: 193-196
• [雑誌論文] 低線量放射線が着床前期胚の発生に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水 なつみ、河合 秀彦、笹谷 めぐみ、遠藤 充浩、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 雑誌名: 長崎医学会雑誌 巻: 91 ページ: 290-292
• [学会発表] Apc Min/+ マウスを用いた放射線誘発腫瘍における遺伝子変異解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 笹谷 めぐみ, 飯塚 大輔, 河合 秀彦, ザハリエバ エレナ, 神谷 研二
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第47回大会
• [学会発表] 持続的 DNA 損傷に対する細胞応答の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合 秀彦, 笹谷 めぐみ, ザハリエバ エレナ, 紙谷 浩之, 神谷 研二
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第47回大会
• [学会発表] 放射線誘発がん関連線維芽細胞は、活性酸 素によるTGFβシグナリング経路の活性化を介してがんの増殖を促進する (2018)
  • 著者名/発表者名: 志村 勉、笹谷 めぐみ、河合 秀彦、神谷 研二、 小林 純也、小松 賢志、欅田 尚樹
  • 学会等名: 日本放射線影響学会61回大会
• [学会発表] 次世代シーケンサを用いた低線量放射線影響研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金井 昭教、清水 なつみ、長町 安希子、河合 秀彦、稲葉 俊哉
  • 学会等名: 日本放射線影響学会61回大会
• [学会発表] TP53制御と細胞運命決定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合 秀彦、佐藤 健一、紙谷 浩之
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Mammary microenvironment is important for the increase of stem cells frequency by radiation exposure (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Iizuka, Megumi Sasatani, Hidehiko Kawai, Kenji Kamiya
  • 学会等名: The 1st International Symposium of the network-type joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2017-02-21
• [学会発表] Analysis of radiation induced mutations using next generation sequencer (2017)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kanai, Akiko Nagamachi, Hidehiko Kawai, Hirotaka Matsui, Kenji Kamiya, Toshiya Inaba
  • 学会等名: The 1st International Symposium of the network-type joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2017-02-21
• [学会発表] A comparison of radiation-induced mitochondrial damage between neural progenitor stem cells and differentiated cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Shimura, Megumi Sasatani, Hidehiko Kawai, Kenji Kamiya, Naoki Kunugida
  • 学会等名: The 1st International Symposium of the network-type joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2017-02-21
• [学会発表] 異なる線量率の持続放射線照射を用いた放射線生物学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合秀彦
  • 学会等名: 第58回原爆後障害研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Biological effects of low-dose radiation on cells and their implications in cancer risk (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合秀彦
  • 学会等名: Consultancy Meeting on Science, Technology and Society Perspectives on Nuclear Science, Radiation and Human Health - The International Perspective
  • 招待講演
• [学会発表] ガンマ線持続照射環境を用いた細胞運命制御メカニズムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合秀彦、曹麗麗、笹谷めぐみ、ザハリエバエレナ、金井昭教、稲葉俊哉、神谷研二
  • 学会等名: 第60回日本放射線影響学会,
• [学会発表] 持続的なDNA損傷による生物影響の網羅的解析研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合秀彦、笹谷めぐみ、ザハリエバエレナ、紙谷浩之、神谷研二
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第46回大会
• [学会発表] 持続放射線照射環境を用いた細胞老化の分子機構解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河合秀彦, 笹谷めぐみ, 金井昭教, 稲葉俊哉, 神谷研二,
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会,
• [学会発表] 河合秀彦、紙谷浩之 (2017)
  • 著者名/発表者名: ユビキチン化による 新たなTP53の機能制御機構の解析
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] DNA end resectionの誘発と細胞の応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢島 浩彦、劉 翠華、薛 蓮、中島 菜花子、河合 秀彦
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金井 昭教1、長町 安希子、河合 秀彦、松井 啓隆、神谷 研二、稲葉 俊哉
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] NER阻害化合物A6のERCC1-XPF分解誘導メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小田桐 周平、三島 観知、若杉 光生、上田 将信、川原 弘明、西永 真理、河合 秀彦、長田 裕之、松永 司
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 低線量放射線による着床前期胚の発生抑制メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水 なつみ、河合 秀彦、笹谷 めぐみ、遠藤 充浩、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] Inflammatory response in primary human endothelial cells subjected to gamma irradiation at different dose rates (2016)
  • 著者名/発表者名: Zaharieva Elena、河合 秀彦、稲葉 俊哉、松浦 伸也、神谷 研二
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] 人工多能性幹細胞（iPS 細胞）の放射線高感受性における DNA 損傷応答の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋本 顕、香川 晴信、加藤 尚也、河合 秀彦、佐久間 哲史、山本 卓、塩谷 文章、田原 栄俊
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] ガンマ線持続照射による細胞老化の分子機構解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合 秀彦、曹 麗麗、金井 昭教、笹谷 めぐみ、飯塚 大輔、ザハリエバ エレナ、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] DNA 二本鎖切断の修復経路選択と細胞応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢島 浩彦、劉 翠華、薛 蓮、中島 菜花子、河合 秀彦
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金井 昭教、長町 安希子、河合 秀彦、松井 啓隆、神谷 研二、稲葉 俊哉
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] 低線量長期放射線照射細胞におけるミトコンドリア由来活性酸素の蓄積と酸化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 志村 勉、笹谷 めぐみ、河合 秀彦、神谷 研二、欅田 尚樹
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 低線量被ばくによる乳腺幹細胞頻度の増加に関与する遺伝子群の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯塚 大輔、笹谷 めぐみ、河合 秀彦、神谷 研二
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] Apcmin/+ マウスを用いた放射線発がんにおける線量率効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 笹谷 めぐみ、飯塚 大輔、河合 秀彦、神谷 研二
  • 学会等名: 第59回日本放射線影響学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 過酸化水素によるTGF-bを介した上皮間葉転換促進メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯塚大輔、笹谷めぐみ、河合秀彦、神谷研二
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] ApcMin/+マウスを用いた放射線発がんにおける線量率効果と遺伝的背景が及ぼす影響について (2016)
  • 著者名/発表者名: 笹谷めぐみ、飯塚大輔、河合秀彦、神谷研二
  • 学会等名: 第41回中国地区放射線影響研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-07-26
• [学会発表] 放射線被ばくによる乳腺幹細胞への影響解析―低線量被ばくでの乳腺幹細胞頻度の増加には系統差が見られる― (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯塚大輔、笹谷めぐみ、河合秀彦、神谷研二
  • 学会等名: 第41回中国地区放射線影響研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2016-07-26
• [学会発表] Mechanism of Multiple Lysine 48-linked Ubiquitin Chain Synthesis by E6AP (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuji Masuda, Yasushi Saeki, Saeko Yanaka, Hidehiko Kawai, Iwao Kukimoto, Koichi Kato, Keiji Tanaka, Chikahide Masutani
  • 学会等名: FASEB Science Research Conference
  • 発表場所: Montana, USA
  • 年月日: 2016-06-12
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] ガンマ線持続照射環境での細胞運命制御メカニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合 秀彦、曹 麗麗、金井 昭教、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 学会等名: 第57回原子爆弾後障害研究会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2016-06-05
• [学会発表] 低線量放射線が着床前期胚の発生に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水 なつみ、河合 秀彦、笹谷 めぐみ、遠藤 充浩、稲葉 俊哉、神谷 研二
  • 学会等名: 第57回原子爆弾後障害研究会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2016-06-05