酸化的DNA傷害に対する防御機構の異常と発がん感受性

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12213098
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 續 輝久 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (40155429)
• 研究分担者: 藏 忍 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (90037391) ; 中別府 雄作 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30180350)
• キーワード: 活性酸素 / 酸化ストレス / 突然変異 / 発がん / 8-オキソグアニン / 8-oxo-dGTPase / DNA修復 / 2-OH-dATP

研究概要

電離放射線や環境中に存在する化学物質、さらには生体内での通常の代謝活動によっても活性酸素が生じている。これらは様々な作用を生体にもたらすが、中でもDNAの酸化は突然変異や発がんさらには生体の老化に深く関わっていることが示唆されてきた。種々のDNAの酸化的損傷の中で、グアニン塩基の酸化はその強力な突然変異原性により注目されている。活性酸素に伴うDNA上の損傷と自然突然変異および発がんの関連を明らかにし、その過程を分子レベルで解明することを目的に、標的遺伝子組換えにより樹立したMTH1遺伝子の欠損マウスを用いて解析した。
1.SPF飼育条件下で1年半を経過した時点でのマウス個体(MTH1^<+/+>,MTH1^<-/->)における自然発がんを検討したところ、肺・胃・肝いずれかの臓器における腫瘍の発生は、MTH1^<-/->マウスにおいて統計学的に有意に上昇していた。
2.MTH1^<-/->マウス個体では、肺並びに肝臓における腫瘍発生が野生型マウスに比べて統計学的に有意に高頻度に観察された。肝臓での腫瘍発生については明らかな性差があり、雄の方で高頻度に観察された。
3.MTH1^<+/+>とMTH1^<-/->マウスを比較すると、胃における腫瘍発生についてはMTH1^<-/->マウスの方が高い傾向が見られた。
4.近交系C57BL6/]に純化したマウス個体を用いて突然変異を解析した。その結果、生後4週齢並びに24週齢の時点での脾臓においては、野生型とMTH1^<-/->マウス個体との間では、突然変異頻度の顕著な差は認められなかった(やや上昇している程度)。
5.突然変異スペクトラムを比較したところ、レポーター遺伝子であるrpsL遺伝子の塩基配列内のアデニンヌクレオチドが連続している部分に野生型マウスでは認められない変異を観察した。

研究成果

• [文献書誌] Nakabeppu,Y.: "Molecular genetics and structural biology of human MutT homolog, MTH1."Mutat.Res.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Tsuzuki,T. et al.: "Analysis of MTH1 gene function in mice with targeted mutagenesis."Mutat.Res.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Keller,D. et al.: "Chronic treatment with lithium and valproate increases fosB gene expression in rat cortex."Mol.Brain Res.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Fujikawa,K. et al.: "The human MTH1 protein hydrolyzes the oxidized ribonucleotide, 2-hydroxy-ATP."Nucl.Acids Res.. 29. 449-454 (2001)
• [文献書誌] Liang,R. et al.: "Presence of potential nickel-responsive element(s) in the mouse MTH1 promoter."Annals Clinic. & Lab. Sci.. 31. 91-98 (2001)
• [文献書誌] Fujii,Y. et al.: "Functional significance of the conserved residues for the 23 residue module among MTH1 and MutT family proteins."J.Biol.Chem.. 274. 38251-38259 (2000)
• [文献書誌] Shimokawa,H. et al.: "Functional significance of conserved residues in the phosphohydrolase module of E. coli MutT protein."Nucl. Acids Res.. 28. 3240-3249 (2000)
• [文献書誌] Takama,F. et al.: "Mutation analysis of the hMTH1 gene in sporadic human ovarian cancer."Int.J.Oncol.. 17. 467-471 (2000)
• [文献書誌] Kawate,H. et al.: "A defect in a single allele of the Mlh1 gene causes dissociation of killing and tumorigenic actions of an alkylating carcinogen in methyltransferase-deficient mice."Carcinogenesis. 21. 301-305 (2000)
• [文献書誌] Miyako,K. et al.: "Accumulation of adenine DNA glycosylase-sensitive sites in human mitochondrial DNA.."J.Biot.Chem.. 275. 12326-12330 (2000)
• [文献書誌] Ohtsubo,T. et al.: "Identification of human MutY homolog (hMYH) as a repair enzyme for 2-hydroxyadenine in DNA and detection of multi-forms of hMYH located in nuclei and mitochondria."Nucl.Acids Res.. 28. 1355-1364 (2000)
• [文献書誌] Bain,G. et al.: "ES cell neural differentiation reveals a substantial number of novel neural ESTs."Func.Integr.Genomics. 1. 127-139 (2000)
• [文献書誌] Shimura-Miura,H. et al.: "Increased 8-oxo-dGTPase in the mitochondria of substantia nigral neurons in Parkinson's disease."Ann.Neurol.. 46. 920-924 (2000)
• [文献書誌] Morifuji,F. et al.: "Differential expression of cytokeratin in newly established human tongue cancer cell lines of defined metastatic ability with orthotopic implantation."Am.J.Pathol.. 156. 1317-1326 (2000)