放射線による変異誘導を調節するヒト生理機構におけるシャペロンとSUMO分子の役割

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16510032
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 鈴木 信夫 千葉大学, 大学院・医学研究院, 教授 (90111426)
• 研究分担者: 喜多 和子 千葉大学, 大学院・医学研究院, 講師 (80302545) ; 鈴木 敏和 千葉大学, 大学院・医学研究院, 助手 (70270527) ; 菅谷 茂 千葉大学, 医学部, 教務職員 (90334177)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: 突然変異 / ヒト細胞 / 血清 / シャペロン / SUMO-3 / X線 / 酸化ストレス / ハイドロペルオキシド

研究概要

本研究では、細胞の放射線応答・変異誘導調節に関して、シャペロン・SUMO・プロテアーゼネットワークという新規のシグナル伝達メカニズムを提唱し、次の研究成果を得た。
細胞内メジエーター分子の検証:細胞内のシャペロン分子について、以下のような知見を得た。1.X線照射後のプロテアーゼ活性を指標に精製されるシャペロン分子GRP94を同定した。このGRP94siRNA処理ヒト細胞において、X線照射によるコロニー形成能が著しく低下し、GRP94のX線致死抵抗化への関与が示唆された。2.プロテアーゼ活性を指標に精製される他の分子としてHSP27タンパクが同定された。このHSP27遺伝子のアンチセンスDNA導入ヒト細胞では、チミンダイマーと(6-4)光産物の除去能の低下が見られ、紫外線致死感受性化した。HSP27タンパクと結合するタンパクを検索した結果、紫外線抵抗性の細胞で感受性細胞と比べ、よりHSP27タンパクに強く結合しているタンパクが複数認められた。3.また、変異誘導調節に関わる因子として、GRP78遺伝子が同定され、GRP78遺伝子アンチセンスDNA導入ヒト細胞では、紫外線に対し感受性となった。プラスミドDNA基質を含むCell-free systemを用いた再構成実験のシステムから、ヌクレオチド除去修復系に関与することが示された。4.さらに、細胞内修飾タンパクであるSUMOタンパクについては、X線照射後のDNA合成代謝に関わることが示唆された。また、GFPとSUMO-3の結合タンパクを細胞で一過的に発現させると、X線照射後核内でドット状にフォーカスが形成されることが見出された。
ヒト個体レベルでの酸ヒストレス度の測定:ストレスによるヒト個体の酸化障害物代謝の指標として、ヒドロペルオキシド産物の測定を行った。ある種の疾患患者や重喫煙者では、体内のヒドロペルオキシド産物の量が増大することが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Decreased cell survival and DNA repair capacity after UVC irradiation in association with down-regulation of GRP78/BiP in human RSa cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhai, L. et al.
  • 雑誌名: Exp. Cell. Res. 305 ページ: 244-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Leupeptin-sensitive proteases involVed in cell survival early after X-ray irradiation in human RSa cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang Hong-Chang et al.
  • 雑誌名: Cell Biol. Int. 29 ページ: 662-668
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enhanced Expression of Transferrin Receptor Confers UV-resistance in Human and Monkey Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Chen Z.et al.
  • 雑誌名: J. Rad. Res. 46 ページ: 443-451
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Increased expression of GRP94 protein is associated with decreased sensitivity to X-rays in cervical cancer cell lines. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kubota H. et al.
  • 雑誌名: Int. J. Rad. Biol. 81 ページ: 701-709
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Down-regulation of SMT3A gene expression in association with DNA synthesis induction after X-ray irradiation in nevoid basal cell carcinoma syndrome (NBCCS) cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugaya S. et al.
  • 雑誌名: Mutat. Res. 578 ページ: 327-332
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Decreased cell survival and DNA repair capacity after UVC irradiation in association with down-regulation of QRP78/BiP in human RSa cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhai, L., Kita, K., Wano, C., Wu, Y., Sugaya, S., Suzuki, N.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 305 ページ: 244-252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Leupeptin-sensitive proteases involved in cell survival early after X-ray irradiation in human RSa cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang Hong-Chang, Karata K., Matsushita K., Takahashi S., Tong Xiao-Bo, Lu Jun, Zhu Chang-Lin, Sugaya S., Suzuki T., Suzuki N.
  • 雑誌名: Cell Biol.Int. 29 ページ: 662-668
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Enhanced Expression of Transferrin Receptor Confers UV-resistance in Human and Monkey Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Chen Z., Nomura J., Suzuki T., Suzuki N.
  • 雑誌名: J.Rad.Res. 46 ページ: 443-451
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Increased expression of GRP94 protein is associated with decreased sensitivity to X-rays in cervical cancer cell lines. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kubota H., Suzuki T., Lu J., Takahashi S., Sugita K., Sekiya S., Suzuki N.
  • 雑誌名: Int.J.Rad.Biol. 81 ページ: 701-709
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Down-regulation of SMT3A gene expression in association with DNA synthesis induction after X-ray irradiation in nevoid basal cell carcinoma syndrome (NBCCS) cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugaya S., Nakanishi H., Tanzawa H., Sugita K., Kita K., Suzuki N.
  • 雑誌名: Mutat.Res. 578 ページ: 327-332
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protective role of HSP27 against UVC-induced cell death in human cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wano, C. et al.
  • 雑誌名: Exp. Cell Res. 298 ページ: 584-592
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of human small fragment nuclease in the resistance of human cells to UVC-induced cell death. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, S.et al.
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. 80 ページ: 281-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induction of uPA release in human peripheral blood lymphocytes by [Deamino-Cysl, D-Arg8]-vasopressin (dDAVP). (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y. et al.
  • 雑誌名: Am. J. Physiol : Endocrinol. Metab. 287 ページ: E970-976
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Increased ability of peripheral blood lymphocytes to degrade laminin in multiple sclerosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oki T.et al.
  • 雑誌名: J. Neurol. Sci. 222・1-2 ページ: 7-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protective role of HSP27 against UVC-induced cell death in human cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wano, C., Kita, K., Takahashi, S., Sugaya, S., Hino, M., Hosoya, H., Suzuki, N.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 298 ページ: 584-592
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of human small fragment nuclease in the resistance of human cells to UVC-induced cell death. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Kita, K., Zhai, L., Wano, C., Suzuki, T., Yamaura, A., Suzuki, N.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol. 80 ページ: 281-285
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Induction of uPA release in human peripheral blood lymphocytes by [Deamino-Cysl,D-Arg8]-vasopressin (dDAVP). (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Yamada K, Suzuki T, Wu YP, Kita K, Takahashi S, Ichinose M, Suzuki N
  • 雑誌名: Am.J.Physiol : Endocrinol.Metab. 287 ページ: E970-E976
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Increased ability of peripheral blood lymphocytes to degrade laminin in multiple sclerosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oki T., Takahashi S., Kuwabara S., Yoshiyama Y., Mori M., Hattori T., Suzuki N.
  • 雑誌名: J.Neurol.Sci. 222(1-2) ページ: 7-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より