環境中の発がん物質特異的な遺伝子変異に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12213151
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 研究機関: 国立がんセンター
• 研究代表者: 中釜 斉 国立がんセンター, 研究所・生化学部, 部長 (30198030)
• 研究分担者: 祖母井 庸之 国立がんセンター, 研究所・生化学部, 主任研究官 (10311416) ; 落合 雅子 国立がんセンター, 研究所・生化学部, 主任研究官 (90150200)
• キーワード: Colon carcinogenesis / heterocyclic amines / PhIP / ACF / β-catenin / Apc / mutation spectrum / methylation

研究概要

加熱肉食品中に多く含まれ、ヒトが日常に摂取している変異原・がん原物質である2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine(PhIP)を雄ラットに投与すると高率に大腸がんが誘発される。PhIP400ppm含有飼料の短期間欠投与によりF344及びACIラットに誘発された大腸がんを用いて、大腸発がん関連遺伝子の変異頻度と変異スペクトラムを解析した。ほとんど全ての腫瘍においてβ-cateninの細胞質内および核内への蓄積を認めたものの、Apc遺伝子[エクソン1〜エクソン15のmutation cluster region(MCR)までの範囲内]あるいはβ-catenin遺伝子[エクソン3のGSK3bによるリン酸化部位を含む領域]の変異が認められたものは約半数に過ぎなかった。遺伝子変異が認められた症例ではPhIPの標的DNA塩基であるG(グアニン)に塩基置換型変異が多く認められた。Apc或いはβ-catenin遺伝子の変異を認めなかった腫瘍において、免疫組織染色の結果、ほとんどの例においてApc発現量の低下が認められた。腫瘍組織から得られたmRNAを用いた定量的RT-PCRの結果からも、Apc遺伝子の発現量が有意に低下していることがわかった。Apc遺伝子のプロモーター領域のメチル化による発現制御機構の可能性が示唆された。さらに、PhIPにより誘発され大腸前がん病変の可能性があるaberrant crypt foci(ACF)を組織学的異型度の程度により、ACF of hyperplasia(H),ACF of mild dysplasia(MD),ACF of severe dysplasia(SD)の3タイプに分類した結果、PhIPで誘発されるACF全体の約20%が、MD或いはSDと診断された。これらの構造異型を伴うMD或いはSD型のACFでは、β-cateninの遺伝子変異と蛋白質の細胞内蓄積やApc蛋白質の発現低下を認めるものが存在することから、MD或いはSD型のACFがPhIP誘発大腸がんの初期病変である可能性が強く示唆された。さらに、一部のH型ACFでもβ-cateninの蓄積が認められたことから、過形成ACFから異型ACFへの連続的な移行の可能性が示唆された。PhIPによる大腸発がん機構、特にその初期病変誘発過程の分子機構を解明するため、種々のACFにおける遺伝子変異スペクトムについてさらに詳細な解析を行う必要がある。

研究成果

• [文献書誌] Masutani M, et al.: "Involvement of poly (ADP-ribose) polymerase in trophoblastic cell differentiation during tumorigenesis"Mutatation Research. (in press).
• [文献書誌] Burnouf D, et al.: "Early detection of 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo [4,5-b] pyridine (PhIP) induced mutations within the Apc gene of rat colon"Carcinogenesis. 22. 329-335 (2001)
• [文献書誌] Minemoto Y, et al.: "Characterization of adriamycin-induced G2-arrest and its abrogation by caffeine in FL-amnion cells with or without p53"Exp.Cell Res.. 262. 37-45 (2001)
• [文献書誌] Tsutsumi M, et al.: "Increased susceptibility of poly (ADP-ribose)polymerase-1 knockout mice to nitrosamine carcinogenicity."Carcinogenesis. 22. 1-3 (2001)
• [文献書誌] Nakagama H.: "Carcinogenicity in animals : In Food Borne Carcinognes (Edited by Nagao M.and Sugimura T.)"Food Borne Carcinogens. 256-269 (2000)
• [文献書誌] Burnouf D, et al.: "Molecular approach in cancer epidemiology : early detection of carcinogen-induced mutations in a whole genome (review)"Int.J.Mol.Med.. 5. 15-20 (2000)
• [文献書誌] Shirato H, et al.: "Expression in hepatoma and chromosomal localization of rat protein phosphatase 5 gene"Int.J.Oncology. 17. 909-912 (2000)
• [文献書誌] Masutani M, et al.: "The response of Parp knockout mivce against DNA damaging agents"Mutation Research. 462. 159-166 (2000)
• [文献書誌] Nagasawa S, et al.: "Phylogenic distribution of poly (ADP-ribose) glycohydrolase and poly (ADP-ribose)-digesting phosphodiesterase"Proc Jpn Acad (Ser B). 76. 41-44 (2000)