活性酸素によるDNA損傷と発がん

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04152143
• 研究機関: 国立がんセンター
• 研究代表者: 葛西 宏 国立がんセンター研究所, 生物学部, 室長 (40152615)
• 研究分担者: 山泉 二郎 国立がんセンター研究所, 生物学部, 主任研究官 (10158058)
• キーワード: 8-ヒドロキシグアニン / oh^8Guaエンドヌクレアーゼ / oh^8Guaグリコシラーゼ

研究概要

活性酸素によるDNA損傷と発癌の関係を明らかにするために、我々が見出した8ーヒドロキシグアニン(oh^8Gua)を中心に、その生成、突然変異、修復について研究した。生成については、リボフラビン存在下での可視光照射によりDNA中にoh^8Guaが効率よく生成し、この反応が活性酸素によらない新しいメカニズムにより起こることを見出した。この処理をマウスFM3A細胞に対し行ったところ細胞内DNA中にもoh^8Guaは生成し、突然変異を引き起こした。これらの結果から、oh^8Guaの光発癌への関与が示唆された。
DNA中のoh^8Guaと自然誘発突然変異に関しては、DNA中のoh^8Guaを修復する酵素を欠損した大腸菌MutM株(自然誘発のGC→TA変異が高い)では野性株に比べ6倍のoh^8GuaがDNA中に見出され実際にoh^8Guaが自然誘発突然変異に関与してることがわかった。
修復に関しては、様々な動物臓器からoh^8Gua修復酵素活性(oh^8Guaエンドヌクレアーゼ活性)を検出した。一方、HeLa細胞からはoh^8Guaグリコシラーゼ活性の検出に成功し、部分精製を行った。哺乳動物細胞では大腸菌の場合(一つの酵素がoh^8GuaグリコシラーゼとAPエンドヌクレアーゼ活性を持つ)と異なり、複数の異なったタンパク(oh^8Guaグリコシラーゼ、APエンドヌクレアーゼなど)により修復される機構の存在が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kasai,H.Yamaizumi,Z.et al: "Photosensitized formation of 7,8-dihydro-8-oxo-2'-deoxy-guanosine(8-hydroxy-2'-deoxyguanosine)in DNA by riboflavin-A non singlet oxygen mediated reaction" J.Am.Chem.Soc.114. 9692-9696 (1992)
• [文献書誌] Yamamoto,F.,Kasai,H.et al: "Photosemsitized formation of 8-hydroxydeoxyguanosine in cellular DNA by ribo-flavin" Biochem.Biophys.Res.Commun.187. 809-813 (1992)
• [文献書誌] Chung,M.H.,Kasai,H.at al: "DNA strand cleavage at 8-hydroxyguanine residues by hot piperidine freatment" Biochem.Biophys.Res.Commun.188. 1-7 (1992)
• [文献書誌] Bessho,T.,Kasai,H.at al: "Deficiency of 8-hydroxyguanine DNA endonuclease activity and accumulation of 8-hydroxyguanine in mutator mutant(Mut M)of Eschrerichia coli" Biochem.Biophys.Res,Commun.188. 372-378 (1992)
• [文献書誌] 葛西 宏: "活性酸素によるDNA損傷と発癌、8-ヒドロキシグアニンの生成とその生物学的意義" Cancer Research and Clinics(CRC). 1. 93-99 (1992)
• [文献書誌] Kasai,H.,Nishimura,S.: "Formation of 8-hydroxyguanine by oxidative DNA damage its repair and its mutagenic affects" Advances in Mutagenesis Research. 4.
• [文献書誌] Yamamoto,F.,Kasai,H.et al: "Jap.J.Cancer Res." Elevated level of 8-hydroxydeoxyguanosine residue-in DNA of liver,Kidney and Brain of Long-Evans Cinnamon rats,
• [文献書誌] Bessho,T.,Kasai,H.et al: "Carcinogenesis" Induction of mutations in mouse FM3A cells by Treatment with riboflavin plus visible light and its possible relation coith formation of 8-hyaroxyguanine in DNA,