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放射線とがんとをつなぐ老化細胞の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K12322
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
研究機関広島大学

研究代表者

河合 秀彦  広島大学, 医系科学研究科(薬), 准教授 (30379846)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード放射線 / 発がん / 幹細胞 / 変異 / 微小環境 / 放射線被曝 / がん / 細胞老化 / 老化
研究開始時の研究の概要

放射線被曝によるがんの多くでは被曝の爪痕は検出されず、その発がんプロセスは未解明のままである。これまで申請者は、持続的な放射線被曝環境でマウス生体内の細胞及び培養細胞に細胞老化が高効率で誘導されることを見い出し、その分子機構に関する研究を行ってきた。最近、がん細胞への強制的な老化誘導が、がん幹細胞性リプログラミングを生じさせ、がんの悪性化に寄与していることが報告された。そこで本研究課題では、申請者のこれまでの研究と新たな知見を踏まえ、放射線被曝による“発がん”について“老化細胞”と“幹細胞性”の視点から明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

放射線発がんのメカニズムを解明するため、放射線被曝によって幹細胞特異的に誘発される変異を明らかとすることを目的に、放射線照射したiPS細胞、また、放射線照射によって細胞老化を誘導した線維芽細胞と共培養したiPS細胞について、その細胞応答性と変異について解析を行った。その結果、iPS細胞で生じる変異は、特殊なDNA複製機構を介して生じるものが多いことが明らかとなった。幹細胞では、体細胞と比較して放射線による変異が誘発されにくい状態であるものの、そうした変異は微小環境やp53およびその他の状況や環境によって増加することも明らかとなった。本研究の成果は、放射線発がんの機構解明につながるものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線被曝によるがんでは、被曝の爪痕としての特異的な変異が検出されず、その発がんプロセスは未解明である。本研究では、放射線によって幹細胞特異的に誘発される細胞応答性と変異に注目し、解析を行った。その結果、幹細胞におけるp53の機能、および、放射線により細胞老化が誘導された間質系細胞の幹細胞への影響、の2つの観点から、放射線によって幹細胞に誘発される変異に関し、新たな知見を得た。放射線によって幹細胞特異的に誘発される変異とその誘発機構の解明は、放射線発がんメカニズムの解明へとつながり、新しい発がんの予防法やがん治療法の開発へと貢献できるものであると考える。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Low-Dose-Rate Irradiation Suppresses the Expression of Cell Cycle-Related Genes, Resulting in Modification of Sensitivity to Anti-Cancer Drugs2022

    • 著者名/発表者名
      Shimabukuro K, Fukazawa T, Kanai A, Kawai H, Mekata K, Hirohashi N, Kakimoto N, Tanimoto K.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11(3) 号: 3 ページ: 501-501

    • DOI

      10.3390/cells11030501

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gene correction by 5'-tailed duplexes with short editor oligodeoxyribonucleotides2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Yazama K, Yanai Y, Kamitsubo R, Kamiya H.
    • 雑誌名

      J Biosci Bioeng

      巻: 132(6) 号: 6 ページ: 552-559

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.08.012

    • NAID

      40022779634

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-stranded DNA versus tailed duplex in sequence conversion of lacZα DNA2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hidehiko、Sato Kento、Shirahama Wataru、Suzuki Tetsuya、Kamiya Hiroyuki
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids

      巻: 39 号: 9 ページ: 1245-1250

    • DOI

      10.1080/15257770.2020.1790596

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] APC/CCdh1 is required for the termination of chromosomal passenger complex activity upon mitotic exit2020

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu Takaaki、Arakaki Rieko、Kawai Hidehiko、Ruppert Jan、Tsuneyama Koichi、Ishimaru Naozumi、Earnshaw William C.、Pagano Michele、Kudo Yasusei
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 18 ページ: 251314-251314

    • DOI

      10.1242/jcs.251314

    • NAID

      120006937581

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spironolactone-induced XPB degradation depends on CDK7 kinase and SCF<FBXL18> E3 ligase2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda, M., Matsuura, K., Kawai, H., Wakasugi, M. and Matsunaga, T.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 4 ページ: 284-296

    • DOI

      10.1111/gtc.12674

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preferential digestion of PCNA-ubiquitin and p53-ubiquitin linkages by USP7 to remove polyubiquitin chains from substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Kanao R, Kawai H, Kukimoto I, Masutani C.
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 294 号: 11 ページ: 4177-4187

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005167

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集ツールTailed Duplexの編集効率の向上2021

    • 著者名/発表者名
      上坪諒太郎、佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会第6回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] NGSと低線量率放射線環境を用いた遠隔作用変異の分子機構解析2021

    • 著者名/発表者名
      海老駿吾、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷に対するp53依存的、非依存的な細胞応答によるiPS細胞のゲノム安定性維持機構2021

    • 著者名/発表者名
      杉原竜誠、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PCNA のユビキチン化によって制御されるヒト細胞の新規 DNA 損傷トレランス経路の検出2021

    • 著者名/発表者名
      益谷央豪、金尾梨絵、河合秀彦、谷口俊恭、髙田穣
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第 64 回大会放生研シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒト細胞においてRFWD3はPCNAの翻訳後修飾依存的なDNA損傷トレランスに関与する2021

    • 著者名/発表者名
      金尾梨絵、河合秀彦、谷口俊恭、高田穣、益谷央豪
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プロテオーム解析による放射線被ばくのマウス尿中バイオマーカー探索2021

    • 著者名/発表者名
      飯塚大輔、泉俊輔、河合秀彦、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第 64 回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代シークエンサーを用いたsupF遺伝子変異解析系の開発2021

    • 著者名/発表者名
      増田翔吾、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷 浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 変異シグネチャー解析による8-hydroxyguanineにより誘発される遠隔作用変異誘発機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      福島瑠里子、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷 浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集ツールTailed Duplexにおける配列依存性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      上坪諒太郎、佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷 浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集法の開発:ミスマッチ塩基数の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤健斗、矢間顕太郎、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本環境変異原学会第49回大会(沼津)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 8-dihydroguanine による遠隔作用変異誘発への OGG1 と WRN のダブル ノックダウンの影響の解析2020

    • 著者名/発表者名
      財間悠大、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本環境変異原学会第49回大会(沼津)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集2020

    • 著者名/発表者名
      矢間顕太郎、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会(京都)(中止)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] supF遺伝子変異解析のための新規大腸菌株の作製2020

    • 著者名/発表者名
      福島瑠里子、河合秀彦、鈴木哲矢、紙谷浩之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会(京都)(中止)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA 損傷による細胞運命決定での MDM2-MDMX を介した TP53 の発現変動の役割2019

    • 著者名/発表者名
      河合 秀彦 , 紙谷 浩之
    • 学会等名
      第6回アジア環境変異原学会/日本環境変異原学会第48回大会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射線が着床前期胚に与える影響2019

    • 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第62回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 核酸のみで行うゲノム編集法確立に向けた high throughput 解析法2019

    • 著者名/発表者名
      紙谷浩之, 柳井優里,鈴木哲矢,河合秀彦
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Tailed duplex による培養細胞でのゲノム編集:染色体上 copepod GFP 遺伝子の修復2019

    • 著者名/発表者名
      紙谷浩之, 河合秀彦,柳井優里,鈴木哲矢
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第4回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集:一本鎖DNAとTailed Duplexの比較2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 健斗, 鈴木 哲矢, 河合 秀彦, 紙谷 浩之
    • 学会等名
      第 42 回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集:蛍光タンパク質を用いたハイスループットアッセイ系の確立2019

    • 著者名/発表者名
      矢間 顕太郎, 鈴木 哲矢, 河合 秀彦, 紙谷 浩之
    • 学会等名
      第 42 回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of fibroblasts in tumor microenvironment formation associated with radiation-induced cancer.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Shimura, Megumi Sasatani, Hidehiko Kawai, Kenji Kamiya, Akira Ushiyama
    • 学会等名
      Joint type-Network the of Symposium International 4th T
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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