ホルミル基を有する変異誘発性DNA損傷の高感度検出と生体試料への応用

• 研究課題/領域番号: 19K12344
• 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63030:化学物質影響関連
• 研究機関: 神奈川工科大学
• 研究代表者: 高村 岳樹 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (50342910)
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: アルデヒド検出 / DNA損傷 / 蛍光プローブ / ホルミルシチジン / ホルミル基検出プローブ / ホルミル基 / 蛍光ラベル化剤 / 変異原

研究開始時の研究の概要

DNAの損傷（または内因性の修飾）には様々な種類があるが，ホルミル基（アルデヒド基）を有するDNA損傷に関しては，LC/MS/MSなどによる分析では感度が低く，十分に分析がなされていない。そこで，遺伝毒性物質の作用等によって生じる「ホルミル基を有するDNA損傷」を高感度かつ網羅的に分析する系をとして，BODIPYを用いた蛍光ラベル化剤をいくつかを合成し，それらを評価する。また最適なラベル化剤を用いて，網羅的な解析が可能な系を構築し，種々のDNA試料について網羅的な分析を行い，各種損傷を定量する。

研究成果の概要

ヒドロキシアミノ基を有するBODIPY誘導体（8-(4-((2-(aminooxy)acetamido)methyl)phenyl)-4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene）の合成に成功した。この化合物はDNA損傷の一つである脱プリンサイトのデオキシリボースおよびメチル化シチジンの酵素的酸化物である5-formylcytidineと反応し蛍光性物質を容易に生成することがわかった。一方でDNAの参加損傷物である8-oxo-deoxyguanosineやFAPY-dAなどとは反応せず、選択性の高い試薬であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNAの損傷（または内因性の修飾）には様々な種類があるが，ホルミル基（アルデヒド基）を有するDNA損傷に関しては，LC/MS/MSなどによる分析では感度が低く，十分に分析がなされていない。そこで，遺伝毒性物質の作用等によって生じる「ホルミル基を有するDNA損傷」を高感度かつ網羅的に分析する試薬を合成した。これにより種々のDNA試料について網羅的な分析を行い，各種損傷を定量することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic characteristics and phylogeography of the habitat generalist mayfly <i>Ecdyonurus yoshidae</i> (Ephemeroptera: Heptageniidae) in the Japanese archipelago (2021)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Hiroaki、Ishiwata Shin‐ichi、Bae Yeon Jae、Takamura‐Enya Takeji
  • 雑誌名: Entomological Research 巻: 51 号: 5 ページ: 238-250
  • DOI: 10.1111/1748-5967.12498
  • 査読あり
• [雑誌論文] o-Anisidine Dimer, 2-Methoxy-N4-(2-methoxyphenyl) Benzene-1,4-diamine, in Rat Urine Associated with Urinary bladder Carcinogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Takuma、Toyoda Takeshi、Tajima Yuya、Kishimoto Shinji、Tsunematsu Yuta、Sato Michio、Matsushita Kohei、Yamada Takanori、Shimamura Yuko、Masuda Shuichi、Ochiai Masako、Ogawa Kumiko、Watanabe Kenji、Takamura-Enya Takeji、Totsuka Yukari、Wakabayashi Keiji、Miyoshi Noriyuki
  • 雑誌名: Chemical Research in Toxicology 巻: 34 号: 3 ページ: 912-919
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.0c00536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel o-Toluidine Metabolite in Rat Urine Associated with Urinary Bladder Carcinogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tajima Yuya、Toyoda Takeshi、Hirayama Yuichiro、Matsushita Kohei、Yamada Takanori、Ogawa Kumiko、Watanabe Kenji、Takamura-Enya Takeji、Totsuka Yukari、Wakabayashi Keiji、Miyoshi Noriyuki
  • 雑誌名: Chemical Research in Toxicology 巻: 33 号: 7 ページ: 1907-1914
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.0c00098
  • 査読あり
• [雑誌論文] TET repression and increased DNMT activity synergistically induce aberrant DNA methylation (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeshima Hideyuki、Niwa Tohru、Yamashita Satoshi、Takamura-Enya Takeji、Iida Naoko、Wakabayashi Mika、Nanjo Sohachi、Abe Masanobu、Sugiyama Toshiro、Kim Young-Joon、Ushijima Toshikazu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 130 号: 10 ページ: 5370-5379
  • DOI: 10.1172/jci124070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of TET proteins in regulatory T cells promotes abnormal proliferation, Foxp3 destabilization, and IL-17 expression. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakatsukasa H, Oda M, Yin J, Chikuma S, Ito M, Koga-Iizuka M, Someya K, Kitagawa Y, Ohkura N, Sakaguchi S, Koya I, Sanosaka T, Kohyama J, Tsukada YI, Yamanaka S, Takamura-Enya T, Lu Q, Yoshimura A
  • 雑誌名: International immunology 巻: 31 号: 5 ページ: 335-347
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis and In Vitro Biological Evaluation of Psoralen‐Linked Fullerenes (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Akiko、Takamura‐Enya Takeji、Oda Yoshimitsu
  • 雑誌名: Photochemistry and Photobiology 巻: 95 号: 6 ページ: 1403-1411
  • DOI: 10.1111/php.13138
• [雑誌論文] Comparative study of cytotoxic effects induced by environmental genotoxins using XPC- and CSB-deficient human lymphoblastoid TK6 cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Sassa Akira、Fukuda Takayuki、Ukai Akiko、Nakamura Maki、Takabe Michihito、Takamura-Enya Takeji、Honma Masamitsu、Yasui Manabu
  • 雑誌名: Genes and Environment 巻: 41 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1186/s41021-019-0130-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 新規アルデヒド検出プローブの合成と評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高村岳樹
  • 学会等名: 日本環境変異原ゲノム学会大会
• [学会発表] 肺上皮細胞において炎症性サイトカインを産生する多環芳香族化合物 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三崎健太郎, 高村岳樹, 高野裕久, 井上健一郎
  • 学会等名: 日本環境変異原ゲノム学会大会
• [学会発表] 単環芳香族アミン化合物の試験管内反応による二量体形成 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林琢磨, 田島悠也, 豊田武士, 岸本真治, 松下幸平, 山田貴宣, 山田貴宣, 小川久美子, 渡辺賢二, 高村岳樹, 戸塚ゆ加里, 戸塚ゆ加里, 若林敬二, 三好規之
  • 学会等名: がん予防学術大会
• [学会発表] マイクロプラスチック分析における分解酵素の利用と評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木村隼平，高村岳樹
  • 学会等名: 日本化学会 第101春季年会(オンライン）
• [学会発表] 上皮細胞における抗原下生体応答増強活性に対する検出法の確立と多環芳香族化合物 への適用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三﨑 健太郎, 高村 岳樹, 高野 裕久, 井上 健一郎
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第49回大会（沼津）
• [学会発表] o-Anisidine 曝露ラット尿中代謝物の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林 琢磨, 田島 悠也, 豊田 武士, 岸本 真治, 松下 幸平, 山田 貴宣, 小川 久美子, 渡辺 賢二, 高村 岳樹, 戸塚 ゆ加里, 若林 敬二, 三好 規之
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第49回大会（沼津）
• [学会発表] 画像認識技術を利用した小核計測アプリケーションの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 依田 ひろみ, 安部 和弥, 武尾 英哉, 髙村 岳樹, 小池 あゆみ
  • 学会等名: 日本環境変異原学会第49回大会（沼津）
• [学会発表] ドラッグデリバリー担体としてのナノダイヤモンドの有効性の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高村 岳樹、森 みずき
  • 学会等名: 日本薬学会第140年会
• [学会発表] UMU テストを用いた神奈川県下河川水の変異原性調査 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高村 岳樹 , 坂本 柊哉 , 小田 美光
  • 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
• [学会発表] 各種変異原の突然変異誘発における TLS ポリメラーゼのはたらき (2019)
  • 著者名/発表者名: 中谷 奈央子 , 福本 航大 , 炬口 茜 , 高村 岳樹 , 八木 孝司 , 川西 優喜
  • 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