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宇宙放射線による微小核形成を介した血管内皮細胞への影響

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04978
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
研究機関京都大学

研究代表者

小林 純也  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (30301302)

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
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード宇宙放射線 / 血管内皮細胞 / 酸化ストレス / 微小核 / ミトコンドリア
研究実績の概要

本研究では血管内皮細胞に対する放射線影響の機構・その循環器系疾患への関与の可能性を明らかとし、宇宙放射線の循環器疾患へのリスク評価のための情報を提供することを目的とし、特に微小核形成に着目して、低線量率放射線照射による影響及びその機構の解明を試みた。
ヒト血管内皮細胞に低線量率γ線慢性照射を行うと、繊維芽細胞と同様に増殖停止に伴うサイクリンの減少が起こった。さらにγH2AX陽性微小核が顕著に増加するとともに、活性酸素種(ROS)蓄積による酸化ストレス応答(p38MAPKリン酸化、p53増加)及びcGAS/STING依存性炎症応答経路(STAT1リン酸化)の活性化がウェスタンブロット解析で確認された。一方、高線量率照射ではこのような影響は観察されなかった。細胞内の最大のROS発生器官であるミトコンドリアはその融合と分裂を繰り返して損傷ミトコンドリアを除去するが、低線量率照射では融合・分裂因子量に影響が見られ、低線量率γ線慢性照射による酸化ストレス応答活性化はミトコンドリア性ROSの漏えい・細胞内蓄積に寄ることが示唆された。このような一連の影響の機構を明らかにするため、DIAプロテオームで網羅的発現解析を行ったところ、低線量率照射では非照射と比べて131個の遺伝子産物が2倍以上増加し、145個が1/2以下に低下していた。その中では炎症応答、酸化ストレス応答関連因子の顕著な増加とともに、種々の増殖因子シグナル関連因子の増加も見られた。以上の結果から、血管内皮細胞ではミトコンドリア性ROS増加に伴ってγH2AX陽性微小核が生じ、cGAS/STING経路を介して炎症系サイトカインの分泌、周辺細胞に細胞老化などの細胞機能低下を引き起こすことが示唆される。

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

    (16件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] FXR1 is a novel MRE11-binding partner and participates in oxidative stress responses.2020

    • 著者名/発表者名
      Qi F, Meng Q, Hayashi I, Kobayashi J
    • 雑誌名

      J Radiat Res.

      巻: in press 号: 3 ページ: 368-375

    • DOI

      10.1093/jrr/rraa011

    • 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
  • [雑誌論文] Late-onset autosomal recessive cerebellar ataxia and neuropathy with a novel splicing mutation in the ATM gene. Journal of Integrative2020

    • 著者名/発表者名
      Shimazaki H, Kobayashi K, Sugaya R, Nakano I, Fujimoto S.
    • 雑誌名

      J Integr Neurosci.

      巻: in press 号: 1

    • DOI

      10.31083/j.jin.2020.01.1239

    • 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
  • [雑誌論文] Nucleolar protein nucleolin functions in replication stress-induced DNA damage responses.2019

    • 著者名/発表者名
      Kawamura K, Qi F, Meng Q, Hayashi I, Kobayashi J.
    • 雑誌名

      J Radiat Res.

      巻: in press 号: 3 ページ: 281-288

    • DOI

      10.1093/jrr/rry114

    • NAID

      120006647310

    • 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] Radiation-Induced Myofibroblasts Promote Tumor Growth via Mitochondrial ROS-Activated TGFβ Signaling.2018

    • 著者名/発表者名
      Shimura T, Sasatani M, Kawai H, Kamiya K, Kobayashi J, Komatsu K, Kunugita N
    • 雑誌名

      Mol. Cancer Res.

      巻: 16(11) 号: 11 ページ: 1676-1686

    • DOI

      10.1158/1541-7786.mcr-18-0321

    • 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] The Effect of p53 Status on Radio-Sensitivity of Quiescent Tumor Cell Population Irradiated With γ-Rays at Various Dose Rates.2018

    • 著者名/発表者名
      Masunaga S, Kobayashi J, Tano K, Sanada Y, Suzuki M, Ono K.
    • 雑誌名

      J Clin Med Res.

      巻: 10 号: 11 ページ: 815-821

    • DOI

      10.14740/jocmr3610w

    • 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] Relationship between endogenous ROS accumulation and mitochondria responses under low dose rate irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi J, Meng Q., Komatsu K.
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 毛細血管拡張性運動失調症とATMキナーゼの役割2020

    • 著者名/発表者名
      小林純也
    • 学会等名
      第13回Quantum Medicine研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低線量率放射線生物影響における酸化ストレス・ミトコンドリア応答の役割2019

    • 著者名/発表者名
      小林純也
    • 学会等名
      基研研究会「放射線の生体影響解明への分野横断による挑戦」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 低線量率放射線照射による酸化ストレス応答とミトコンドリア変化の関係2019

    • 著者名/発表者名
      孟慶梅、QI FEI、曹子牧、小林純也
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 霊長類細胞を用いた DNA 損傷応答の多様性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      Qi Fei、河村香寿美、今井啓雄、平井啓久、 小林純也
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] The relationship between oxidative stress and mitochondria change under low-dose rate irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Qingmei Meng, Junya Kobayashi
    • 学会等名
      The Joint Workshop of QST-NIRS, CEA and IRSN
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between endogenous ROS accumulation and mitochondria responses under low dose rate irradiation.2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi J, Kawamura K, Qi F, Meng Q, Komatsu K.
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低線量率照射による DNA 損傷と酸化ストレス応答因子2018

    • 著者名/発表者名
      孟 慶梅、QI FEI、河村 香寿美、小林 純也
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 霊長類細胞を用いた DNA 損傷応答の多様性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      QI FEI、河村 香寿美、今井 啓雄、平井 啓久、小林 純也
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 日本人 AT-LD 患者におけるMRE11 変異部位と DNA 損傷応答異常との 関係2018

    • 著者名/発表者名
      河村 香寿美、Qi Fei、加藤 竹雄、松浦 伸也、小松 賢志、小林 純也
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] DNA Repair Disorders2019

    • 著者名/発表者名
      共著(Nishigori C, Sugasawa K, Kobayashi J他)
    • 総ページ数
      221
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811067211
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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