発生初期段階における受精卵の放射線への応答と分子機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K18196
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 金井 昭教 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (60549567)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 放射線 / 受精卵 / 次世代シーケンサー

研究実績の概要

C57BL/6Nマウスを用いた体外受精により受精卵を採取し、0.1 - 1.0 Gyのガンマ線を照射した後、胚盤胞期胚までの発生を経時的に観察した。0.5 Gyのガンマ線では、媒精後4時間から7時間で胚盤胞への発生率の低下を認め、特に媒精後5時間がピークであった。そこで媒精後５時間の受精卵に0.1 Gyと1 Gyのガンマ線を照射したところ、1 Gy照射の場合には約半数が１-４細胞期で停止し、発生が続いている残り半分も大半が桑実胚から胚盤胞期胚の段階で発生が停止した。これに対し、0.1 Gy照射では１-４細胞期での停止はごく少数であったが、約半数が桑実胚から胚盤胞期胚の間で発生が停止した。
媒精後5時間の時点でのガンマ線照射が、約3日後の桑実胚から胚盤胞期胚の段階で発生を停止させる分子メカニズムを解明するために、次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を試みた。0.1 Gyと1 Gyのガンマ線を照射した受精卵と非照射受精卵のうち、媒精後72時間で桑実胚まで発生している受精卵各10個を採取し、10個を一群として、mRNA-Seqを行った。非照射と0.1 Gy照射受精卵の遺伝子発現解析比較では39遺伝子の発現に差があり、非照射と1 Gy照射では113遺伝子に発現差がみられた。発現変化している遺伝子の中にはTrim43遺伝子群が含まれていた。
Trim43は受精卵において8細胞期胚、桑実胚で高い発現が見られ、4細胞期胚や胚盤胞期胚では低発現であり、他の臓器やES細胞でも低発現である。PCNTを直接ポリユビキチン化することでタンパク質を分解し、中心体の維持・分解を制御して有糸分裂を阻害することが知られている。放射線照射を受けたマウス受精卵においてTrim43が桑実胚から胚盤胞期胚への細胞分裂にどのような影響があるのか解析を進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Overexpression of Hmga2 activates Igf2bp2 and remodels transcriptional program of Tet2-deficient stem cells in myeloid transformation (2021)
  • 著者名/発表者名: Bai Jie、Yokomizo-Nakano Takako、Kubota Sho、Sun Yuqi、Kanai Akinori、Iimori Mihoko、Harada Hironori、Iwama Atsushi、Sashida Goro
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 40 ページ: 1531～1541
  • DOI: 10.1038/s41388-020-01629-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiorgan failure with abnormal receptor metabolism in mice mimicking Samd9/9L syndromes (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagamachi Akiko、Kanai Akinori、Nakamura Megumi、Okuda Hiroshi、Yokoyama Akihiko、Shinriki Satoru、Matsui Hirotaka、Inaba Toshiya
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 131 ページ: e140147
  • DOI: 10.1172/JCI140147
  • 査読あり
• [雑誌論文] UTX maintains the functional integrity of the murine hematopoietic system by globally regulating aging-associated genes (2021)
  • 著者名/発表者名: Sera Y, Nakata Y, Ueda T, Yamasaki N, Koide S, Kobayashi H, Ikeda KI, Kobatake K, Iwasaki M, Oda H, Wolff L, Kanai A, Nagamachi A, Inaba T, Sotomaru Y, Ichinohe T, Koizumi M, Miyakawa Y, Honda ZI, Iwama A, Suda T, Takubo K, Honda H
  • 雑誌名: Blood 巻: 137 ページ: 908～922
  • DOI: 10.1182/blood.2019001044
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Activation of CpG-Rich Promoters Mediated by MLL Drives MOZ-Rearranged Leukemia (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Ryo、Okuda Hiroshi、Kanai Akinori、Takahashi Satoshi、Kawamura Takeshi、Matsui Hirotaka、Kitamura Toshio、Kitabayashi Issay、Inaba Toshiya、Yokoyama Akihiko
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 32 ページ: 108200～108200
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108200
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HHEX promotes myeloid transformation in cooperation with mutant ASXL1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeda R, Asada S, Park SJ, Yokoyama A, Becker HJ, Kanai A, Visconte V, Hershberger C, Hayashi Y, Yonezawa T, Tamura M, Fukushima T, Tanaka Y, Fukuyama T, Matsumoto A, Yamasaki S, Nakai K, Yamazaki S, Inaba T, Shibata T, Inoue D, Honda H, Goyama S, Maciejewski JP, Kitamura T
  • 雑誌名: Blood 巻: 136 ページ: 1670～1684
  • DOI: 10.1182/blood.2019004613
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of novel methylation markers in HPV-associated oropharyngeal cancer: genome-wide discovery, tissue verification and validation testing in ctDNA (2020)
  • 著者名/発表者名: Misawa Kiyoshi、Imai Atsushi、Matsui Hirotaka、Kanai Akinori、Misawa Yuki、Mochizuki Daiki、Mima Masato、Yamada Satoshi、Kurokawa Tomoya、Nakagawa Takuya、Mineta Hiroyuki
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 39 ページ: 4741～4755
  • DOI: 10.1038/s41388-020-1327-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of RUNX3 Represses RUNX1 to Drive Transformation of Myelodysplastic Syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokomizo-Nakano Takako、Kubota Sho、Bai Jie、Hamashima Ai、Morii Mariko、Sun Yuqi、Katagiri Seiichiro、Iimori Mihoko、Kanai Akinori、Tanaka Daiki、Oshima Motohiko、Harada Yuka、Ohyashiki Kazuma、Iwama Atsushi、Harada Hironori、Osato Motomi、Sashida Goro
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 80 ページ: 2523～2536
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-19-3167
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of a Novel Murine Colon Carcinoma Subline with High-Metastatic Activity Established by In Vivo Selection Method (2020)
  • 著者名/発表者名: Ma Liqiu、Sakamoto Yoshimitsu、Kanai Akinori、Otsuka Hiromi、Takahashi Akihisa、Kakimi Kazuhiro、Imai Takashi、Shimokawa Takashi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 2829～2829
  • DOI: 10.3390/ijms21082829
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GLIS1, a novel hypoxia-inducible transcription factor, promotes breast cancer cell motility via activation of WNT5A (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto Kazumi、Tanimoto Keiji、Fukazawa Takahiro、Nakamura Hideaki、Kanai Akinori、Bono Hidemasa、Ono Hiromasa、Eguchi Hidetaka、Hirohashi Nobuyuki
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 41 ページ: 1184～1194
  • DOI: 10.1093/carcin/bgaa010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kdm6a Deficiency Activates Inflammatory Pathways, Promotes M2 Macrophage Polarization, and Causes Bladder Cancer in Cooperation with p53 Dysfunction (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobatake K, Ikeda KI, Nakata Y, Yamasaki N, Ueda T, Kanai A, Sentani K, Sera Y, Hayashi T, Koizumi M, Miyakawa Y, Inaba T, Sotomaru Y, Kaminuma O, Ichinohe T, Honda ZI, Yasui W, Horie S, Black PC, Matsubara A, Honda H
  • 雑誌名: Clinical Cancer Research 巻: 26 ページ: 2065～2079
  • DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-19-2230
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Effect of ionizing radiation on the development of early mouse embryos. (2020)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kanai, Natsumi Shimizu, Akiko Nagamachi, Hidehiko Kawai, Toshiya Inaba
  • 学会等名: 第63回 放射線影響学会