DNA二重鎖切断の認識・修復の分子機構に基づく放射線感受性予測・制御の新戦略体系

• 研究課題/領域番号: 17689036
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 東京工業大学 (2006-2007); 東京大学 (2005)
• 研究代表者: 松本 義久 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (20302672)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 29,250千円 (直接経費: 22,500千円、間接経費: 6,750千円); 2007年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円); 2006年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円); 2005年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: DNA二重鎖切断修復 / DNAプロテインキナーゼ / XRCC4 / XLF / タンパク質リン酸化 / 放射線治療 / 放射線感受性 / 放射線増感 / がん放射線治療 / DNA依存性プロテインキナーゼ / XLF(Cernunnos) / 癌放射線治療 / 放射線障害 / DNA修復 / DNA-PK / リン酸化状態特異的抗体

研究概要

1.DNA-PKの真の基質とリン酸化の意義を明らかにするため、これまで検討を続けてきたXRCC4と2006年に新規に発見された分子XLF/Cernunnosについて重点的な検討を行った。XRCC4については、昨年度までの研究で明らかになった部位3カ所の他に、新たに1カ所が同定された。この部位については、文献情報等から他の修復酵素との相互作用に関わる可能性が考えられる。XLFについては2カ所のリン酸化部位が同定された。これら3カ所についてリン酸化状態特異的抗体を作製した。
2.これまでに、XRCC4が放射線照射後にクロマチンに結合している状態を捉まえる方法を確立した。本年度は、siRNA、阻害剤などを用いてXRCC4の損傷クロマチン結合機構を解析した結果、DNA-PK及び類縁酵素のATMは結合に必要ではないことが分かった。このXRCCクロマチン結合カイネティクスは極めて早く、2Gy照射の場合、直後にピークとなり、30分後にはほとんどもとの状態に戻る。更に、定量的解析の結果、クロマチン結合XRCC4はDNA二重鎖あたり1個から数個と見積もられた。従って、この方法はin vivoでのDNA二重鎖切断修復反応を反映する迅速で微量の反応を捉えるのに優れていると考えられる。また、この方法を利用して、クロマチンごとXRCC4を精製した。この成分を明らかにすることにより、NHEJによるDNA二重鎖切断修復の全体像理解の進展が期待される。
3.これまでの研究で、ヒト末梢血リンパ球のDNA-PK活性には大きな個人差があり、がん患者では健常人に比べて低い傾向が観察されていた。その機構について、DNA-PKcs、Ku86、Ku70に共通する転写調節機構の存在が示唆されていた。本年度、バイオインフォマティクスを加えた検討により、細胞周期節に関わるE2F がこの制御に関わっていることが示唆されていた。

研究成果

• [雑誌論文] Negative regulation of MEKK1/2 signaling by Serine-Threonine kinase 38 (STK38). (2008)
  • 著者名/発表者名: Enomoto, A. et. al.
  • 雑誌名: Oncogene 27 ページ: 1930-1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical analysis of Ku70/86 expression of breast canncer tissues. (2007)
  • 著者名/発表者名: Someya, M. et. al.
  • 雑誌名: Oncology Reports 18 ページ: 1483-1487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free radical scavenger edaravone suppresses X-ray-induced apoptosis through p53 inhibition in MOLT-4 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sasano, N. et. al.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 48 ページ: 495-504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of DNA-PK activity and radiation-induced NBS1 foci formation in lymphocytes with clinical malignancy in breast cancer patients. (2007)
  • 著者名/発表者名: Someya, M. et. al.
  • 雑誌名: Oncology Reports 18 ページ: 873-878
  • 査読あり
• [雑誌論文] cDNA analysis of gene expression associated with DNA-dependent protein kinase activity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakata, K. et. al.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 30 ページ: 413-420
  • 査読あり
• [雑誌論文] cDNA analysis of gene expression associated with DNA-dependent protein kinase activity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakata, K., Yamamoto, H., Matsumoto, Y., Someya, M., Hareyama, M.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 30 ページ: 413-420
• [雑誌論文] Suppression of anchorage-independent growth by expression of ataxia-telangiectasia group D complementing gene, ATDC. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hosoi, Y.^*, Kapp, L.N., Murnane, J.P., Matsumoto, Y., 他3名
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 348 ページ: 728-734
• [雑誌論文] Asscociation of ionizing radiation induce foci of NBS1 with chromosomal instability and breast cancer susceptibility. (2006)
  • 著者名/発表者名: Someya, M., Sakata, K.^*, Tauchi, H., Matsumoto, Y., 他3名
  • 雑誌名: Radiation Research 166 ページ: 575-582
• [雑誌論文] The association of DNA-dependent protein kinase activity with chromosomal instability and risk of cancer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Someya, M., Sakata, K.^*, Matsumoto, Y., 他7名
  • 雑誌名: Carcinogenesis 27 ページ: 117-122
• [雑誌論文] Src tyrosine kinase inhibitor PP2 suppresses ERK1/2 activation and epidermal growth factor receptor transactivation by X-irradiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Li, Z., Hosoi, Y.^*, Cai, K., Tanno, Y., Matsumoto, Y., 他4名
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 342 ページ: 363-368
• [雑誌論文] Heterogeneous expression of DNA-dependent protein kinase in esophageal cancer and normal epithelium. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tonotsuka, N., Hosoi, Y^*, Miyazaki, S., Miyata, G., Sugawara, K., Mori, T., Ouchi, N., Satomi, S., Matsumoto Y., 他3名
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Medicine 18 ページ: 441-447
• [雑誌論文] Not at the end of DNA double-strand break repair : 新たに発見されたDNA二重鎖切断修復の重要分子XLF/Cernunnos (2006)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 雑誌名: 放射線生物研究 41 ページ: 325-331
  • NAID: 40015127380
• [雑誌論文] DNA切断センサーDNA-PKの性質と機能に関する研究-その成果は癌診断・治療にいかに生かせるか? (2006)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 雑誌名: 癌と人 33 ページ: 31-32
  • NAID: 120005223405
• [雑誌論文] The association of DNA-dependent protein kinase activity with chromosomal instability and risk of cancer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Someya, M., Sakata, K., Matsumoto, Y., 他7名
  • 雑誌名: Carcinogenesis 27(1) ページ: 117-122
• [雑誌論文] DNA二重鎖切断センサー:DNA依存性プロテインキナーゼ(DNA-PK)機能研究の現状と課題 (2005)
  • 著者名/発表者名: 松本 義久
  • 雑誌名: 放射線生物研究 40(2) ページ: 82-108
  • NAID: 40006828259
• [雑誌論文] Prognostic significance of Ku70 protein expression in patients with advanced colorectal cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komuro, Y., Watanabe, T., Hosoi, Y, Matsumoto, Y.他3名
  • 雑誌名: Hepato-Gastroenterology 52 ページ: 995-998
• [学会発表] The role of protein phosphorylation by DNA-PK in DNA double-strand break repair. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y. et. al.
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 横浜(パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2007-12-13
• [学会発表] DNA依存性プロテインキナーゼ(DNA・PK)の真の基質と機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松本 義久
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第50回大会
  • 発表場所: 千葉(幕張メッセ)
  • 年月日: 2007-11-16
• [学会発表] DNA損傷応答におけるXRCC4タンパク質の調節機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松本 義久
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 発表場所: 横浜(パシフィコ横浜)
  • 年月日: 2007-10-05
• [図書] 放射線医科学-生体と放射線・電磁波・超音波 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大西 武雄, 松本 義久他
  • 総ページ数: 148
  • 出版者: 学会出版センター
• [備考]
  • URL: http://www.nr.titech.ac.jp/~yoshim/