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加齢の細胞文脈におけるがんの発生基盤となる染色体構造および動態の解明

公募研究

研究領域がんシステムの新次元俯瞰と攻略
研究課題/領域番号 18H04896
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

田中 耕三  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00304452)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード癌 / 細胞・組織 / 染色体 / 加齢
研究実績の概要

本研究では、がんの発生を加齢という細胞文脈でとらえ、加齢個体や様々ながん細胞の染色体構造・動態の画像データベースを構築することで、加齢にともなって現れる染色体構造・動態とがんの発生や進展との関連を明らかにすることを目的とする。加齢マウスより単離した細胞やがん細胞株において染色体構造や染色体動態を解析し、がんの発生の分子基盤のさらなる理解につなげる。令和元年度は以下のような成果が得られた。
1. 加齢マウスにおける染色体構造・動態データベースの構築:様々な月齢のマウスの皮膚ではなく肺由来の線維芽細胞を用いることによって、4倍体化を抑えた状態で長期間の解析が可能になった。その結果、DAPI染色、H3K9me3, HP1βなどの免疫染色像について、機械学習によって若齢マウスと老齢マウスを判別できることがわかった。また、老齢マウス由来の細胞では、53BP1陽性細胞が増加することが判明し、加齢に伴ってゲノムが不安定化していることが示唆された。
2. 加齢に伴う染色体安定性の解析:低酸素条件下での長時間のライブセルイメージングにより、染色体動態を観察する系を確立した。その結果、マウスの加齢にともなって細胞分裂期の時間には大きな変化は見られなかったが、微小核を有する細胞が増加することが明らかになり、染色体の安定性が低下していることが示唆された。
3. 単一細胞ゲノム解析による染色体不安定性の評価:染色体不安定性の程度の異なるHeLa細胞における、ストレス条件下での遺伝子発現の変化を、RNA-seqによって解析したところ、ストレス条件下では小胞体ストレス応答関連の遺伝子発現が上昇することがわかった。これにより、染色体不安定性によって染色体数が異常になった細胞の生存が可能になっていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Cdc7 kinase stimulates Aurora B kinase in M-phase2019

    • 著者名/発表者名
      Ito Sayuri、Goto Hidemasa、Kuniyasu Kinue、Shindo Mayumi、Yamada Masayuki、Tanaka Kozo、Toh Gaik-Theng、Sawa Masaaki、Inagaki Masaki、Bartek Jiri、Masai Hisao
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18622-18622

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54738-2

    • 関連する報告書
      2019 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] 細胞分裂期における染色体と微小管の一過性結合の機能的役割とその制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      池田真教
    • 雑誌名

      東北医学雑誌

      巻: 131 ページ: 88-88

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Delayed Chromosome Alignment to the Spindle Equator Increases the Rate of Chromosome Missegregation in Cancer Cell Lines2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniyasu Kinue、Iemura Kenji、Tanaka Kozo
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 9 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3390/biom9010010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tetraploidy in cancer and its possible link to aging.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K, Goto H, Nishimura Y, Kasahara K, Mizoguchi A, Inagaki M.
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 109 号: 9 ページ: 2632-2640

    • DOI

      10.1111/cas.13717

    • 関連する報告書
      2018 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] <b>Quantitative analyses of the metaphase-to-anaphase transition reveal differential kinetic regulation for securin and cyclin </b><b>B1 </b>2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Konishi, Norihisa Shindo, Masataka Komiya, Kozo Tanaka, Takehiko Itoh, and Toru Hirota
    • 雑誌名

      Biomedical Research

      巻: 39 号: 2 ページ: 75-85

    • DOI

      10.2220/biomedres.39.75

    • NAID

      130006708566

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] がん細胞における染色体整列の遅延が染色体分配異常を引き起こす機構2019

    • 著者名/発表者名
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第85回日本生化学会東北支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 体細胞分裂期での染色体分配における動原体サイズの制御とその生物学的意義の解明2019

    • 著者名/発表者名
      池田真教、田中耕三
    • 学会等名
      第56回日本生化学会北海道支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体不安定性の成因とそのがん化への影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      第7回がんと代謝研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 加齢の細胞文脈におけるがんの発生基盤となる染色体構造および動態の解明2019

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 体細胞分裂期での動原体サイズを規定する分子ネットワークの解明2019

    • 著者名/発表者名
      池田真教、田中耕三
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Defective chromosome dynamics as a cause of erroneous kinetochore-microtubule attachment and chromosomal instability in cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Kozo Tanaka
    • 学会等名
      Tohoku Forum for Creativity Thematic Program 2019: Cancer -from Biology to Acceptance-
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 染色体不安定性とがん2019

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dysregulation of kinetochore structure in cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Ikeda
    • 学会等名
      第14回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of biological significance of kinetochore size regulation in mitosis2019

    • 著者名/発表者名
      Masanori Ikeda, Kozo Tanaka
    • 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 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加齢に伴う初代線維芽細胞の染色体安定性変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • 著者名/発表者名
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 加齢に伴う初代線維芽細胞の染色体安定性変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • 著者名/発表者名
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      東北大学大学院医学系研究科第13回リトリート大学院生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 染色体が速やかに赤道面へ整列することの寄与2019

    • 著者名/発表者名
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答経路は染色体不安定性がん細胞のクローン進化に寄与する2019

    • 著者名/発表者名
      家村顕自、田中耕三
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分裂期染色体動態による染色体安定性の維持機構2019

    • 著者名/発表者名
      家村顕自、田中耕三
    • 学会等名
      第1回癌学会若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 体細胞における加齢に伴う染色体安定性の変化の実態とその分子基盤の解明2019

    • 著者名/発表者名
      陳冠, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      東北大学大学院医学系研究科 第12回リトリート大学院生研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞における染色体不安定性は増殖選択圧を受けた際の増殖優位性獲得に寄与する2019

    • 著者名/発表者名
      家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ・第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 染色体オシレーションによる染色体安定性制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      染色体研究の最前線2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel machinery for maintenance of faithful chromosome segregation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iemura, Kozo Tanaka
    • 学会等名
      The kick-off symposium of advanced graduate program for future medicine & health care
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] がんにおける染色体不安定性の成因とその影響2019

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      平成30年度「感染・免疫・がん・炎症」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体オシレーション運動は染色体均等分配の堅牢性に寄与する2018

    • 著者名/発表者名
      家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第84回日本生化学会東北支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ビッグデータ時代のがん細胞生物学2018

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      ARLセミナー2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体動態を介した染色体均等分配の分子機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議 若いと思っている人の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加齢の細胞文脈におけるがんの発生基盤となる染色体構造および動態の解明2018

    • 著者名/発表者名
      田中耕三
    • 学会等名
      新学術領域研究「システム癌新次元」平成30年度班会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分裂期染色体動態による染色体安定性の維持機構2018

    • 著者名/発表者名
      家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第90回日本遺伝学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 染色体整列の効率性の低下による高頻度な誤ったキネトコア-微小管結合の形成が染色体安定性を引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The role of chromosomal instability in cancer cell proloferation2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Iemura, Kozo Tanaka
    • 学会等名
      第77回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Role for efficient chromosome alignment in equal chromosome segregation2018

    • 著者名/発表者名
      Kinue Kuniyasu, Kenji Iemura, Kozo Tanaka
    • 学会等名
      第13回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role for efficient chromosome alignment in equal chromosome segregation2018

    • 著者名/発表者名
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第5回加齢研リトリート
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 中心体キナーゼAurora Aによる染色体振幅運動は染色体均等分配の堅牢性に寄与する2018

    • 著者名/発表者名
      家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 染色体整列の遅延により染色体不安定性が生じる機構2018

    • 著者名/発表者名
      國安絹枝, 家村顕自, 田中耕三
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Defects in efficient chromosome alignment cause chromosomal instability2018

    • 著者名/発表者名
      Kinue Kuniyasu, Kenji Iemura, Kozo Tanaka
    • 学会等名
      ASCB EMBO 2018 meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学加齢医学研究所

    • URL

      http://www.idac.tohoku.ac.jp/site_ja/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 東北大学加齢医学研究所分子腫瘍学研究分野

    • URL

      http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/molonc/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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