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2020 年度 実績報告書

放射線影響評価の新たな指標としてのミトコンドリア損傷の検討

研究課題

研究課題/領域番号 18H03377
研究機関国立保健医療科学院

研究代表者

志村 勉  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (40463799)

研究分担者 笹谷 めぐみ (豊島めぐみ)  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (80423052)
稲葉 洋平  国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (80446583)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード放射線発がん / ミトコンドリア / がんの微小環境
研究実績の概要

放射線発がん影響では、エネルギー代謝と酸化還元(レドックス)のバランスを制御するミトコンドリアの役割が注目されている。これまでの解析から放射線照射によるミトコンドリア活性酸素(ROS)量の増加は、酸化ストレスを誘導して線維芽細胞を活性化し、がんの微小環境の形成を介して放射線発がんに関与することを明らかにした。生体内のレドックス状態は、細胞内の抗酸化物質グルタチオン(GSH)とGSH ペルオキシダーゼ(GPx)の働きにより恒常性が維持されている。しかし、GSHレドックス制御の異常は、活性酸素酸化ストレスを誘導して、様々な人の加齢に伴う健康被害の原因と考えられている。
本研究では、ヒト線維芽細胞を用いて、放射線発がんに関わる酸化還元制御機構異常のメカニズムについてGSH とGPxの働きに着目して解析した。通常の培養条件では、高線量の放射線照射でミトコンドリア酸化ストレスが観察され、中程度以下の放射線照射(>2.5 Gy)まではGPxが活性化され、細胞内のROS量の変化は見られなかった。一方で低血清、無血清の培養条件では2.5 Gy以下の低い線量でGPxの活性が抑制され、ROS量が増加した。また、放射線の照射条件を分割照射に変えると一か月間の照射で、より低い累積線量でGPx活性の抑制とROSの増加が観察された。
以上の結果から、放射線は、放射線量、照射条件、および細胞の状態に応じてGPxを不活性化してGSH酸化還元反応を抑制することから、放射線の標的分子はGPxであることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Radiation affects glutathione redox reaction by reduced glutathione peroxidase activity in human fibroblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu、Nakashiro Chinami、Fujiwara Kazusi、Shiga Rina、Sasatani Megumi、Kamiya Kenji、Ushiyama Akira
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 63 ページ: 183~191

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab122

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATM-Mediated Mitochondrial Radiation Responses of Human Fibroblasts2021

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 12 ページ: 1015~1015

    • DOI

      10.3390/genes12071015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of mitochondrial oxidative stress and the tumor microenvironment in radiation-related cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Shimura Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 62 ページ: i36~i43

    • DOI

      10.1093/jrr/rraa090

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] トリチウムの生体への影響と低線量放射線影響研究の課題2021

    • 著者名/発表者名
      志村 勉、山口 一郎、寺田 宙、温泉川 肇彦、牛山 明
    • 雑誌名

      保健医療科学

      巻: 70 ページ: 160~165

    • DOI

      10.20683/jniph.70.2_160

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mitochondrial damage as a biological marker for dose assessment2022

    • 著者名/発表者名
      Shimura T, Ushiyama A
    • 学会等名
      EPR BioDose 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of tumor microenvironment formation in radiation-induced tumor.2021

    • 著者名/発表者名
      Shimura T, Ushiyama A
    • 学会等名
      Procedings of the 30th Anniversary International Symposium on the “Environmental Dynamics of Radionuclides and the Biological Effects of Low Dose-rate Radiation.”
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation-induced inactivation of glutathione peroxidase activity in human fibroblasts for disruption of glutathione redox homeostasis2021

    • 著者名/発表者名
      Shimura T, Nakashiro C,Fujiwara K, Shiga R, Ushiyama A
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第64回
  • [学会発表] 放射線被ばく線量評価の新たな指標としてのミトコンドリア損傷の検討2021

    • 著者名/発表者名
      志村勉,牛山明
    • 学会等名
      第58回全国衛生化学技術協議会年会

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公開日: 2022-12-28  

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