放射線発がん過程を可視化するラットモデルの開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02824
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 今岡 達彦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線影響研究部, チームリーダー(定常) (40356134)
• 研究分担者: 真下 知士 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (80397554)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 生物影響 / 変異追跡 / 改変ラット

研究実績の概要

本研究は、低線量放射線の影響評価に生物学的知見を取り入れて改善するために有用な科学的知見を創出することを目指す。そのため、放射線が誘発した突然変異を標識して腫瘍ができるまで追跡できるデバイスを内蔵した動物システムを作製することを目標とし、これに必要な要素技術の開発を推進していく。従来、放射線被ばくに関連するがんリスクの増加の大きさを推定するためには、放射線が最初に作った遺伝子変異の数とがんリスク増加との間に直線的な関係があるとの仮定に基づいて、線量とがんリスクの間にも直線的関係があるというモデルが用いられてきた。本研究の目指すシステムは、このようなモデルの妥当性を生物学的観点から検討するために有用である。
本年度は、昨年度入手した蛍光タンパクのコンストラクトをCRISPR/Cas法によってノックインすることでがん抑制遺伝子を破壊した発がんモデルラットの作製を試みているが、まだ成功していない。今年度も引き続き、コンストラクトをがん抑制遺伝子のエクソンを破壊するようにノックインするためのガイドRNA及びオリゴDNAを設計し、インジェクション、胚移植、遺伝子改変のチェックを行った。その結果、標的遺伝子をノックアウトしたラットを得ることはできたが、当初目的のノックインラットを得ることができなかった。その原因としては、産仔数が予想外に少なかったことがあげられる。そこで、上記で作製されたラットを用いて発がん実験の準備を行う予定を少し変更し、すでに作製済みのもう一つの発がんモデルノックアウトラットの使用を検討することとして、その発がん実験を進めた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定していた内容である、改変ラット作製のためのコンストラクトの受精卵へのインジェクションを実施したが、生まれるラットの数が予期せず少なかったため、目的のラットの作製に至らなかった。代わりに、もう一つの改変ラットの発がん実験を先行したが、やや遅れていると判断した。

今後の研究の推進方策

すでに作製済みの遺伝子改変ラットのがんにおけるがん抑制遺伝子の解析を行い、上記モデルの代替モデルとしての使用可能性を検討する。また、ガイドRNA及びオリゴDNAの設計の再設計を行い、ノックインラットの作製（インジェクション、胚移植、遺伝子改変のチェック）を継続する。ラットの作製に成功した場合、ラットを清浄化した後、研究代表者の施設に輸送し、繁殖して、コロニーを拡大し、発がん実験の準備を行う。

研究成果

• [雑誌論文] 乳腺の幹細胞系：細胞表面マーカーと細胞系譜追跡の研究から (2017)
  • 著者名/発表者名: 今岡達彦, 高畠賢, 鶴岡千鶴, 西村由希子, 飯塚大輔, 島田義也, 柿沼志津子
  • 雑誌名: 乳癌基礎研究 巻: 25 ページ: 15-25
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental evaluation of the carcinogenic effect of carbon ions and neutrons in children (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Imaoka , Mayumi Nishimura , Kazuhiro Daino , Masaru Takabatake , Yukiko Nishimura , Hitomi Moriyama , Takamitsu Morioka , Yoshiya Shimada , Shizuko Kakinuma
  • 学会等名: International Workshop on the Biological Effects of Radiation 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of low dose rate Cs-137 gamma rays on rat mammary carcinogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Imaoka , Mayumi Nishimura , Kazuhiro Daino , Toshiaki Kokubo , Takamitsu Morioka , Yoshiya Shimada , Shizuko Kakinuma
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] ラット乳がん誘発の線量率効果は年齢依存的でありしきい値がある (2017)
  • 著者名/発表者名: 今岡 達彦 , 西村 まゆみ , 臺野 和広 , 細木 彩夏 , 高畠 賢 , 西村 由希子 , 小久保 年章 , 森岡 孝満 , 島田 義也 , 柿沼 志津子
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第60回大会
• [学会発表] Dose Rate Dependence of Rat Mammary Carcinogenesis Following Protracted γ Ray Exposure (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Imaoka , Mayumi Nishimura , Kazuhiro Daino , Ayaka Hosoki , Masaru Takabatake , Yukiko Nishimura , Toshiaki Kokubo , Takamitsu Morioka , Yoshiya Shimada , Shizuko Kakinuma
  • 学会等名: 43rd Annual Meeting of the European Radiation Research Society
  • 国際学会
• [学会発表] Illuminating Radiation Carcinogenesis with the Light of Quantum Technology (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Imaoka , Takamitsu Morioka , Yukiko Nishimura , Mutsumi Kaminishi , Masaru Takabatake , Daisuke Iizuka , Ken-ichi Kudo , Kazuhiro Daino , Mayumi Nishimura , Akinari Yokoya , Koichi Yamakawa , Makoto Aoyama , Hiroyuki Takuwa , Makoto Higuchi , Shizuko Kakinuma
  • 学会等名: 1st QST International Symposium
  • 国際学会