放射線による細胞損傷をタウリンが緩和する分子機構の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K15809
• 研究機関: 鈴鹿医療科学大学
• 研究代表者: 山下 剛範 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (10410937)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 放射線 / タウリン / タウリントランスポーター

研究実績の概要

平成29年度は、「細胞外タウリン濃度の量的変化と放射線による細胞損傷の緩和につながるタウリントランスポーター発現の量的変化」を明らかにすべく、マウスを用いて病理組織学的分析を行った。
実験群はコントロール, 7Gy照射群, 7Gy照射+タウリン3000mg/Kg投与群, 4.5Gy照射群, 4.5Gy照射+タウリン3000mg/Kg投与群, 照射群, 4.5Gy照射+タウリン1500mg/Kg投与群とした。タウリンは放射線全身暴露後に毎日研究終了まで投与した。生存率と小腸組織中のタウリン局在及びタウリントランスポーター発現を病理組織学的手法により、細胞外タウリン濃度との関連を組織学的に比較し解析を行った。
生存率に有意な変化は認められなかった。コントロールに比較し、7Gy照射によりタウリン局在及びタウリントランスポーター発現は低下した。4.5Gy照射によってもタウリン局在及びタウリントランスポーター発現は低下したが、タウリン1500mg/Kg投与により発現低下が抑制された。
タウリン1500mg/Kg投与は、4.5Gy照射によるタウリン局在及びタウリントランスポーター発現の低下を抑制した。タウリン3000mg/Kgではタウリン局在及びタウリントランスポーター発現の低下を抑制していないことから最適なタウリン濃度が存在する可能性が考えられる。タウリンは、タウリントランスポーターを介して細胞に取り込まれ臓器損傷に対して回復効果を有していることから、タウリントランスポーター発現の維持が放射線による細胞損傷を調節するカギとなることが示唆された。この研究結果は5/20日より開催されるINTAM21（中国）にて発表する予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

放射線による細胞損傷を調節する分子機構を明らかにするという観点より、まずマウスに照射線量とタウリン投与濃度を調節し、細胞外タウリン濃度による組織タウリントランスポーター発現変化への影響を検証する。次年度よりタウリントランスポーター活性/ 制御因子の量的変化がタウリントランスポーター発現の量的変化に与える影響を検証する、との計画を立てていた。
研究計画に対し、生存率に有意な変化は認められなかったが、4.5Gy照射マウスにおいて小腸組織中のタウリントランスポーター発現低下が、コントロール群に比較し、放射線暴露後のタウリン1500mg/kg投与で抑制された。細胞外タウリン濃度により組織タウリントランスポーター発現が変化するとの仮説通りの結果を得ることができた。
研究計画、実験、分析が順調に進んだため、5月20日に中国の瀋陽と大連で開催されるINTAM21への研究発表を行う予定でいる。

今後の研究の推進方策

細胞外タウリン濃度による組織タウリントランスポーター発現変化が確認された。そこで、本年度は放射線暴露後のタウリン投与がタウリントランスポーター発現の量的変化をもたらす機構の解明を行う予定である。そのため、1）放射線暴露後のタウリン投与によりタウリントランスポーター活性/ 制御因子であるTNF-αおよびNF-κBがタウリントランスポーター発現を調節するのかを病理組織学的に解析する。2）放射線暴露後のタウリン投与により核内の転写活性因子であるp53がタウリントランスポーター発現を調節するのかを病理組織学的に解析する。以上の2点を解析していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成29年度は、7Gy全身照射による評価が主であったが、抗酸化指標を測定するには線量が過剰である場合があった。また抗酸化指標として、MDA, SODなどの測定でまず変化を確認することが適切であると判断したため、抗酸化ルミノメータ購入は見送った。
本年度は、放射線暴露後のタウリン投与がタウリントランスポーター発現の量的変化をもたらす機構の解明を行う予定である。この解析において、腎機能についても確認することも視野に研究を進める計画もある。当初の研究計画よりも、放射線腎障害緩和への踏み込んだ状況になっており、解析に必要な機器、ソフト、ハード両面へ資金が必要になる。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Radiation on the Expression of Taurine Transporter in the Intestine of Mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Takenori、Kato Toshihiro、Tunekawa Masahiro、Gu Yeunhwa、Wang Shumin、Ma Ning
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 975 ページ: 729～740
  • DOI: 10.1007/978-94-024-1079-2_57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Taurine on iNOS-Mediated DNA Damage in Drug-Induced Renal Injury (2017)
  • 著者名/発表者名: Kato Toshihiro、Tsunekawa Masahiro、Wang Shumin、Yamashita Takenori、Ma Ning
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 975 ページ: 717～727
  • DOI: 10.1007/978-94-024-1079-2_56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taurine Administration Mitigates Cisplatin Induced Acute Nephrotoxicity by Decreasing DNA Damage and Inflammation: An Immunocytochemical Study (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsunekawa Masahiro、Wang Shumin、Kato Toshihiro、Yamashita Takenori、Ma Ning
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 975 ページ: 703～716
  • DOI: 10.1007/978-94-024-1079-2_55
  • 査読あり
• [雑誌論文] 放射線暴露とタウリントランスポーター発現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山下剛範, 加藤俊宏, 具然和, 馬寧
  • 雑誌名: Japanese Journal of Taurine Research 巻: 3 ページ: 46~47
• [雑誌論文] タウリントランスポーターの発現と骨量との関連 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊宏, 伊藤崇志, 山下剛範, 米田操, 馬寧
  • 雑誌名: Japanese Journal of Taurine Research 巻: 3 ページ: 33~35
• [学会発表] 放射線暴露線量の違いはタウリン局在にどのような変化をもたらすのか (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下剛範、加藤俊宏、具然和、磯貝珠美、馬寧
  • 学会等名: 第4回 国際タウリン研究会
• [学会発表] 加藤俊宏、山下剛範、伊藤崇志、馬寧 (2018)
  • 著者名/発表者名: タウリントランスポーターノックアウトマウスにおける破骨細胞活性の観察
  • 学会等名: 第4回 国際タウリン研究会
• [学会発表] 放射線誘導性細胞損傷減少の分子機構とタウリン局在の関連 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山下剛範、岡添大紀
  • 学会等名: 第10回 中部放射線医療技術学術大会
• [学会発表] 放射線被曝におけるタウリンの有用性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 磯貝珠美、宮林立樹、長沼唯、長谷川悠介、山下剛範
  • 学会等名: 第10回 中部放射線医療技術学術大会
• [学会発表] 放射線ホルミシスとして得られる抗酸化効果に関連する因子の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長沼唯、長谷川悠介、磯貝珠美、宮林立樹、山下剛範
  • 学会等名: 第10回 中部放射線医療技術学術大会