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幹細胞の可視化によるがん化プロセス解析マウスモデルを用いた放射線発がん機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K25008
補助金の研究課題番号 22H03754 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関広島大学

研究代表者

笹谷 めぐみ (豊島めぐみ)  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (80423052)

研究分担者 土居 主尚  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所 放射線規制科学研究部, 主任研究員 (40455382)
志村 勉  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (40463799)
金井 昭教  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (60549567)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2026年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード放射線発がん / 低線量・低線量率 / 幹細胞 / モデルマウス / 微小環境 / 放射線発がん、化学発がん / 変異 / 老化 / 炎症 / 微少環境
研究開始時の研究の概要

我々は、放射線被ばくを高感度に検出できるモデルマウスを作成して得られた知見から、放射線による発がんリスク増加には幹細胞の動態解析が重要であることを示唆する知見を得ている。そこで、本研究では、幹細胞の可視化によるがん化プロセス解析間数を用いて、放射線発がんの機構解明を目指す。

研究実績の概要

発がんは環境変異原や環境放射能による生物影響のエンドポイントであり、様々な要因により制御されている。放射線発がん、化学発がん機構の解明には、組織幹細胞のみならず、その周辺の多様な標的を考慮した研究が重要であると考える。しかしながら、組織幹細胞への影響、周辺の細胞への影響を個別に検出するin vivo実験系が乏しいのが現状である。
そこで本研究では、組織内で3次元的に、組織幹細胞の動態と微小環境を考慮したがん化過程が検出できる系を作成する。得られた系を用いることにより、子ども期から老齢期における放射線発がんリスク増加に寄与するがん化プロセスの解明を目指す。最終的には、低線量(率)被ばくを含む放射線発がんおよび、化学発がん機構の謎に迫る。
今年度は、組織幹細胞特異的かつ年齢特異的にがん化に関連する変異を誘導することが可能なモデルマウスを用いて、子ども期から老齢期における発がんリスク評価を継続した。その結果、老齢期では、大人期よりも発がんリスクが低い結果が得られた。一般に、加齢に伴い発がんリスクが高くなることが報告されているおり、本研究結果で得られた、老齢期では、変異を有する幹細胞の増殖は、大人期よりも低いという結果と矛盾するといえる。そのため、加齢とともに発がんリスクが高くなる理由として変異幹細胞の増殖能以外の要因があるといえ、今後の課題と考えている。また、幹細胞を取り巻く微小環境を染色可能な条件を決定した。得られた条件を用いて、微小環境について解析した結果、年齢により幹細胞を取り巻く微小環境が異なる知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度から、これまでに我々が確立した、組織内で3次元的に、組織幹細胞の動態と微小環境を考慮したがん化過程が検出できる系を用いて、子ども期から老齢期における発がんリスク評価を行った。その結果、子ども期が最も発がんリスクが高く、老齢期が最も低いという結果を得た。また、微小環境について蛍光免疫染色を行った結果、年齢により幹細胞を取り巻く微小環境が異なる知見を得た。
上記の結果を得たことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

我々はこれまでの研究から、放射線発がん感受性とクリプト分裂頻度が相関する知見を得た。クリプト分裂には、微小環境(繊維芽細胞)が関与することが報告されている。そこで我々は、薬剤投与により腸管クリプト周辺の微小環境を可視化可能なモデルマウスを作成することにより、放射線感受性と微小環境への影響を解析する。また、腸管微小環境の放射線応答機構について解析する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Nuclear DNA damage-triggered ATM-dependent AMPK activation regulates the mitochondrial radiation response2024

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu、Sunaga Kenta、Yamazaki Mayu、Honoka Nara、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Biology

      巻: 100 号: 4 ページ: 584-594

    • DOI

      10.1080/09553002.2023.2295297

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Newly discovered genomic mutation patterns in radiation-induced small intestinal tumors of ApcMin/+ mice2023

    • 著者名/発表者名
      Iizuka Daisuke、Sasatani Megumi、Ishikawa Atsuko、Daino Kazuhiro、Hirouchi Tokuhisa、Kamiya Kenji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 10 ページ: e0292643-e0292643

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0292643

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular and cellular basis of the dose-rate-dependent adverse effects of radiation exposure in animal models. Part I: Mammary gland and digestive tract2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Keiji、Imaoka Tatsuhiko、Tomita Masanori、Sasatani Megumi、Doi Kazutaka、Tanaka Satoshi、Kai Michiaki、Yamada Yutaka、Kakinuma Shizuko
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 64 号: 2 ページ: 210-227

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular and cellular basis of the dose-rate-dependent adverse effects of radiation exposure in animal models. Part II: Hematopoietic system, lung and liver2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Keiji、Imaoka Tatsuhiko、Tomita Masanori、Sasatani Megumi、Doi Kazutaka、Tanaka Satoshi、Kai Michiaki、Yamada Yutaka、Kakinuma Shizuko
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 64 号: 2 ページ: 228-249

    • DOI

      10.1093/jrr/rrad003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of oxygen on the response of mitochondria to X-irradiation and reactive oxygen species-mediated fibroblast activation2022

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu、Totani Rina、Ogasawara Hyougo、Inomata Keiki、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Biology

      巻: 99 号: 5 ページ: 769-778

    • DOI

      10.1080/09553002.2023.2142980

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphology dynamics in intestinal crypt during postnatal development affect age-dependent susceptibility to radiation-induced intestinal tumorigenesis in ApcMin/+ mice: possible mechanisms of radiation tumorigenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Sasatani Megumi、Shimura Tsutomu、Doi Kazutaka、Zaharieva Elena Karamfilova、Li Jianxiang、Iizuka Daisuke、Etoh Shinpei、Sotomaru Yusuke、Kamiya Kenji
    • 雑誌名

      Carcinogenesis

      巻: - 号: 1 ページ: 105-118

    • DOI

      10.1093/carcin/bgac100

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Melatonin and MitoEbselen-2 Are Radioprotective Agents to Mitochondria2022

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu、Shiga Rina、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 14 号: 1 ページ: 45-45

    • DOI

      10.3390/genes14010045

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ionizing Radiation induced DNA damages in the small intestinal crypts at the different ages of Mice2024

    • 著者名/発表者名
      Zhou G, Megumi Sasatani M, Tashiro S
    • 学会等名
      8th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ApcMin/+マウスを用いた、低線量、低線量率放射線発がんリスク2023

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ
    • 学会等名
      第9回低線量放射線影響研究交流会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ApcMin/+マウスを用いた放射線発がんリスク2023

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トリチウムをはじめとした放射線被ばくにより誘発される発がんリスクの被ばく時年齢依存性の解明2023

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ、志村勉、神谷研二
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 子ども期と大人期マウス腸管クリプトにおける、放射線誘発DNA応答2023

    • 著者名/発表者名
      周冠宇、笹谷めぐみ、田代聡、神谷研二
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Morphology dynamics in intestinal crypt during postnatal development affect age-dependent susceptibility to radiation-induced intestinal tumorigenesis by using ApcMin/+ mice2023

    • 著者名/発表者名
      Megumi Sasatani, Tsutomu Shimura, Guanyu Zhou, and Kenji Kamiya
    • 学会等名
      The 7th international symposium of the network-type joint usage/research center for radiation disaster medical science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウスモデルを用いた放射線発がんにおける被ばく時年齢依存性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ApcMin/+マウスにおける放射線誘発小腸腫瘍感受性は、形態形成期に高い2022

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マウスモデルを用いた放射線発がんにおける被ばく時年齢の影響解明2022

    • 著者名/発表者名
      笹谷めぐみ、神谷研二
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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