デザインされた誘発Dicによる微小核/クロモトリプシス形成過程の解析

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K11647
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 津山 尚宏 広島大学, PSI GMP教育研究センター, 主幹特任学術研究員 (10335747)
• 研究分担者: 阿部 悠 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (00722472) ; 柳 亜希 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (60803525) [辞退] ; 坂井 晃 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (70284221)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 二動原体染色体 / 微小核 / クロモトリプシス / 放射線発がん / ゲノム編集

研究実績の概要

電離放射線は細胞ゲノムDNAにDNA二本鎖切断(DSB)を引き起こす。修復の過程で元の切断端同士が再結合せず異なった切断端が再結合した場合、染色体転座や二動原体染色体などの染色体異常となる。セントロメアを持つ染色体断片同士、持たない断片同士が結合した二動原体染色体(Dic)および染色体断片は、分裂中期の染色体分配調節が正常に進行せず細胞分裂終了後に細胞核に取り込まれることなく微小核(MN)形成を形成することが多い。微小核は細胞質のDNAに対する自然免疫応答機構を介して炎症応答を惹起すると同時に核酸分解酵素の作用により断片化し、次の細胞周期で核内に取り込まれ修復されることにより複雑に融合した破砕染色体（クロモトリプシス）の原因となる。
この経路を効率よく解析するために誘導実験系の確立を試みた。HEK293細胞およびiPS細胞の14番染色体IgH座位および11番染色体CCND1座位5’領域のそれぞれに、loxPを相同組換により導入したクローンを作成した。loxPは転座あるいはDic が生成されるよう組み換えた。iCreあるいはERT2-Creを導入したが転座あるいはDicの誘導効率が低く、Dic解析に十分な細胞数を得ることができなかった。同様に、染色体転座については、転座前後のiPS細胞を用いて遺伝子発現の変動解析を行った。
CRISPR-Cas9を用いた染色体異常誘導系として、多発性骨髄腫で観察されるt(11;14), 線維形成性小細胞腫瘍のt(11;22), 非小細胞肺がんのt(5;6)を作成・誘導を確認した。それぞれの特異的転座と同時に同じ組み合わせの二動原体染色体が生じていることをゲノムDNAを用いたPCRにより確認した。shRNA導入によるノックダウン細胞を作成し、これらの染色体異常誘導系をそれぞれ導入し、染色体異常頻度の変動を検討した。

研究成果

• [雑誌論文] No increase in translocated chromosomal aberrations, an indicator of ionizing radiation exposure, in childhood thyroid cancer in Fukushima Prefecture (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, Tsuyama N, Ohira T, Sugai-Takahashi M, Ohba T, Azami Y, Matsumoto Y, Iwadate Manabu, Suzuki S, Sato M, Hosoya M, Ishikawa T, Suzuki S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 ページ: 14254
  • DOI: 10.1038/s41598-023-41501-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RENEB Inter-Laboratory Comparison 2021: Inter-Assay Comparison of Eight Dosimetry Assays. (2023)
  • 著者名/発表者名: Port M, Barquinero JF, Endesfelder D, Moquet J, Oestreicher U, Terzoudi G, Trompier F, Vral A, Abe Y, Ainsbury L, Alkebsi L, Amundson SA, Badie C, Baeyens A, Balajee AS, Balazs K, Barnard S, Bassinet C, Beaton-Green LA, Beinke C, Bobyk L, Brochard P, Brzoska K, Bucher M, Ciesielski B, Cuceu C, Discher M et al.
  • 雑誌名: Radiation Research 巻: 199 ページ: 556-570
  • DOI: 10.1667/RADE-22-00207.1.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RENEB Inter-Laboratory Comparison 2021: The Dicentric Chromosome Assay. (2023)
  • 著者名/発表者名: Endesfelder D, Oestreicher U, Bucher M, Beinke C, Siebenwirth C, Ainsbury E, Moquet J, Gruel G, Gregoire E, Martinez JS, Vral A, Baeyens A, Valente M, Montoro A, Terzoudi G, Triantopoulou S, Pantelias A, Monteiro Gil O, Prieto MJ, Domene MM, Zafiropoulos D, Barquinero JF, Pujol-Canadell M, Lumniczky K et al.
  • 雑誌名: Radiation Research 巻: 199 ページ: 556-570
  • DOI: 10.1667/RADE-22-00202.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RENEB Inter-Laboratory Comparison 2021: The FISH-Based Translocation Assay. (2023)
  • 著者名/発表者名: Barquinero JF, Abe Y, Aneva N, Endesfelder D, Georgieva D, Goh V, Gregoire E, Hristova R, Lee Y, Martinez JS, Meher PK, Miura T, Port M, Pujol-Canadell M, Prieto-Rodriguez MJ, Seong KM, Suto Y, Takebayashi K, Tsuyama N, Wojcik A, Yoon HJ, Abend M.
  • 雑誌名: Radiation Research 巻: 199 ページ: 583-590
  • DOI: 10.1667/RADE-22-00203.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of matrix effects by inorganic ions in single-cell direct mass spectrometry. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kato Y, Kudoh S, Sugiyama E, Sakane I, Tsuyama N, Toyo’oka T, Todoroki K, Hajime Mizuno
  • 雑誌名: Medical mass spectrometry 巻: 7 ページ: 43-52
  • DOI: 10.24508/mms.2023.06.003
  • 査読あり / オープンアクセス