| 研究課題/領域番号 |
20K12162
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63020:放射線影響関連
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| 研究機関 | 国際医療福祉大学 |
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研究代表者 |
小林 純也 国際医療福祉大学, 成田保健医療学部, 教授 (30301302)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ストレス応答 / 酸化ストレス / 脳神経変性 / ATM / MRE11 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放射線高感受性遺伝病A-TとATLDでは、その原因遺伝子ATM, MRE11が放射線誘発DNA損傷応答に重要な機能を持つことが明らかとなってきているが、これら遺伝病患者が示す進行性小脳失調症の発症機構はいまだ明らかとなっていない。その発症メカニズムに迫るために、近年これら遺伝子の役割が明らかにされつつある細胞質内ストレス応答経路（酸化ストレス応答・細胞質性dsDNA応答）におけるATMとMRE11の役割・機能的相互作用を脳神経幹細胞・血管内皮細胞を用いて明らかにする。さらに応答時のATM, MRE11との結合因子をプロテオミクス解析で同定、機能解明し、進行性小脳失調の発症機構の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
放射線高感受性遺伝病A-TとATLDでは、その原因遺伝子ATM, MRE11が放射線誘発DNA損傷応答に重要な機能を持つことが明らかとなってきているが、これら遺伝病患者が示す進行性小脳失調症の発症機構はいまだ明らかとなっていない。本研究課題ではその発症メカニズムに迫るために、近年これら遺伝子の役割が明らかにされつつある細胞質内ストレス応答経路におけるATMとMRE11の役割・機能的相互作用を脳神経幹細胞・血管内皮細胞を用いて明らかにすることを目的の根幹とし、さらに応答時のATM, MRE11との結合因子をプロテオミクス解析で同定、機能解明し、進行性小脳失調の発症機構の解明を目指すものである。
血管内皮細胞では低線量率照射時にROS蓄積に伴う酸化ストレス応答の活性化とともに顕著な微小核形成が誘導され、DIAプロテオーム解析から、低線量率照射に特異的に減少するタンパク質因子が微小核形成制御にかかわることが示唆された。一方、同じ解析で低線量率照射特異的に増加する因子として同定された32個の中で、低線量率照射では主な刺激因子はROS特異的蓄積酸化ストレス活性化であることからミトコンドリア性ROS誘導剤pyocyanin処理を行って検討した結果、SOS2, DR-6, MEKK4はpyocyanin処理に伴い継続的に増加することがウェスタブロット解析で確認された。これら酸化ストレス誘導因子は低線量率放射線細胞応答を評価するマーカーとして利用できる可能性があり、細胞質内ストレス応答におけるATM, MRE11との関係性を次年度検討する計画である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
DIAプロテオーム解析した因子で同定した因子について、酸化ストレス誘導因子はウェスタンブロット法で増加反応の再現性が確認でき、低線量率放射線細胞応答を評価するマーカーとして利用できる可能性を示すことができているが、本研究課題で標的としているATM, MRE11との関係性、細胞質性ストレス応答の役割について、詳細な解析が目指したところまでまだ進んでおらず、研究の進捗はやや遅れているとの状況分析が適切と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
DIAプロテオーム解析で同定した因子について、引き続き様々なストレス（特に細胞質内ストレス）における反応性をウェスタンブロット法で検討し、応答の共通性を解明するとともに、これら因子のATM, MRE11との関係性について、物理的相互作用があるかを免疫沈降法で検討し、ATM阻害剤, MRE11阻害剤やsiRNAノックダウンを行って、ストレス誘導処理を行って、同定因子の発現変化をヒト血管内皮細胞、ヒト繊維芽細胞で検討を進める。
ATMとMRE11の機能的な関係の解明では、免疫沈降法を用いて、ストレス誘導（細胞質内ストレスで特にミトファジーを誘導しうる条件で）時の物理的相互作用を免疫沈降法で検討するとともに、免疫蛍光染色法で、細胞質内での動態、相互作用を検討する。
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