DNA修復系のライフサイクルとホメオスタシスに基づく放射線感受性予測・制御戦略

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21689033
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 松本 義久 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (20302672)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 放射線治療生物学

研究概要

本研究は、DNA二重鎖切断修復の非相同末端結合修復経路で中心的な役割を演ずるタンパク質の分子が作られてから分解されるまでの一生(ライフサイクル)および変性などによる機能不全状態から回復あるいは防御する機構(ホメオスタシス)の解析を通じて、得られた知見を放射線感受性予測と制御の新しい技術開発に繋げることを目的として行った。主な成果として、(1)DNAligaseIVにおいてクロマチン結合に必要とされる領域、安定性に関わる新たな領域がそれぞれ明らかになった。(2)XRCC4のクロマチン結合に関与する分子とその結合領域が明らかになった。(3)XRCC4において、リン酸化部位以外で放射線感受性が上昇する変異体が数種類見つかり、リン酸化以外の翻訳後修飾あるいはタンパク質間相互作用の役割が示唆された。これらの結果から、タンパク質間相互作用、あるいはタンパク質-クロマチン間相互作用を標的とした新たな放射線感受性制御法の可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] DNA-PK inhibition causes a low level of H2AX phosphorylation and homologous recombination repair in Medaka (Oryzias latipes) cells. Biochem. (2012)
  • 著者名/発表者名: Urushihara, Y., Kobayashi, J., Matsumoto, Y., Komatsu, K, Oda, S., Mitani, H.
  • 雑誌名: Biophys.Res.Commun. 巻: 429 ページ: 131-136
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2012.10.128.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs) as a novel target of Bisphenol A. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Ito, T., Karasawa, S., Enomoto, T., Nashimoto, A., Hase, Y., Sakamoto, S., Ito, T., Mimori, T., Matsumoto, Y., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • 雑誌名: PLos ONE 巻: 7(12) ページ: e50481
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0050481.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis ofKu and XRCC4 expressions of hypopharyngeal cancer tissues and results treated with chemoradiotherapy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, J., Sakata, K., Someya, M., Matsumoto, Y., Satoh, M., Kataya, K., Hori, M., Takagi, M. and Hareyama, M.
  • 雑誌名: Oncol. Lett. 巻: 4 ページ: 151-155
  • DOI: DOI:10.3892/ol.2012.674.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression associated with DNA-dependent protein kinase activity under normoxia, hypoxia and reoxygenation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimoto,T., Sakata,K., Someya,M., Yamamoto,H., Hirayama,R., Matsumoto,Y., Furusawa,Y. and Hareyama,M.
  • 雑誌名: J.Radiat.Res 巻: 52 ページ: 464-471
  • DOI: DOI:10.1269/jrr.10137.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The association of DNA-dependent protein kinase activity of peripheral blood lymphocytes with prognosis of cancer (2011)
  • 著者名/発表者名: Someya,M., Sakata,K., Matsumoto,Y., Kamdar,R.P., Kai,M., Toyota,M. and Hareyama,M.
  • 雑誌名: Brit.J.Cancer 巻: 104 ページ: 1724-1729
  • DOI: DOI:10.1038/bjc.2011.158.
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA二重鎖切断に対する生体防御機構と医療応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 32(9) ページ: 569-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA二重鎖切断の修復とシグナル伝達 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 雑誌名: 細胞TheCELL 巻: 43(6) ページ: 4-8
• [雑誌論文] Radiation-induced XRCC4 Association with Chromatin DNA Analyzed by Biochemical Fractionation (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamdar,R.P.and Matsumoto,Y.
  • 雑誌名: J.Radiat.Res 巻: 51 ページ: 303-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非相同末端結合の素過程の解明と臨床応用への展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本義久、MukeshKumarSharma、RadhikaPankajKamdar
  • 雑誌名: 癌の臨床 巻: 56 ページ: 431-435
• [雑誌論文] DNA切断の「認識」の分子生物学-The End is the Beginning (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 雑誌名: 電気学会 巻: OQD-10-002
• [学会発表] Role of BRCT domains of DNA Ligase IV in its chromatin binding and recruitment of XRCC4. (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu, S., Kamdar, R.P., Adachi, N., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 28th RBC-NIRS International Symposium, Kyoto (Coop-Inn Kyoto)
  • 発表場所: Poster Presentation
  • 年月日: 20121129-30
• [学会発表] Regulation of non-homologous end joining repair mechanismof DNA double-strand break by kinase activity of DNA-PK. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 28th RBC-NIRS International Symposium, Kyoto (Coop-Inn Kyoto)
  • 発表場所: Poster Presentation with Proffered Short Talk
  • 年月日: 20121129-30
• [学会発表] 生化学的分画法による XRCC4-DNAリガーゼIV複合体のクロマチン結合の解析(Chromatin binding of XRCC4-DNA ligase IV complex revealed bybiochemical fractionation analysis) (2012)
  • 著者名/発表者名: Sicheng LIU, Radhika Pankaj KAMDAR, 足 立 典隆, 松本 義久
  • 学会等名: 日本放射 線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 20120906-08
• [学会発表] DNA二重鎖切断修復機構のアナトミーと医療応用への展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本義久.
  • 学会等名: 第5回QuantumMedicine研究会(茨城大学理学部公開シンポジウム/茨城大学研究推進プロジェクト「がん放射線治療に関する生命基礎研究」講演会)
  • 発表場所: 茨城大学理学部(水戸)
  • 年月日: 2012-03-04
• [学会発表] DNA-PK phosphorylation in XRCC4 and XLF and its role in DNA double-strand break repair through non-homologous end joining (2011)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Fukuchi, M., Imamichi, S., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Walsaw, Poland
  • 年月日: 20110828-0901
• [学会発表] Assembly of non-homologous end joining machinery revealed by biochemical fractionation analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu, S., Kamdar, R.P., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 第17回国際癌治療増感研究会
  • 発表場所: 仙台(赤門鍼灸柔整専門学校)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] DNA二重鎖切断修復におけるXRCC4の制御機構. (2010)
  • 著者名/発表者名: 福地命、Sharma,M.K.、Kamdar,R.P.、松本義久.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第53回大会
  • 発表場所: 京都(京都テルサ)
  • 年月日: 20101020-22
• [学会発表] DNA-PK phosphorylation mediated regulation of NHEJ repair process of DNA double strand break (2010)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第53回大会
  • 発表場所: 京都(京都テルサ)
  • 年月日: 20101020-22
• [学会発表] Recruitment and assembly of XRCC4-DNA ligase IV complex on radiation damaged chromatin in situ revealed by biochemical fractionation analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamdar, R.P., Liu, S., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第53回大会
  • 発表場所: 京都(京都テルサ)
  • 年月日: 20101020-22
• [学会発表] DNA二重鎖切断修復におけるXRCC4の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本義久.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第53回大会
  • 発表場所: 京都(京都テルサ)
  • 年月日: 20101020-22
• [学会発表] Identification of DNA-PK phosphorylation targets in XRCC4& XLF proteins and their physiological significance in the process of DNA double-strand break repair. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 56th Annual Meeting Radiation Research Society, Maui (Grand Wailea Resort Hotel and Spa)
  • 発表場所: Hawaii,USA
  • 年月日: 20100925-29
• [学会発表] XRCC4: a bona fide substrate of DNA-PK in DNA double-strand break repair (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 56th Annual Meeting Radiation Research Society, Maui (Grand Wailea Resort Hotel and Spa)
  • 発表場所: Hawaii,USA
  • 年月日: 20100925-29
• [学会発表] Assembly of non-homologous end-joining machinery on radiation-induced DNA double-strand breaks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamdar, R.P., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: Ataxia- Telangiectasia Workshop 2010
  • 発表場所: Redondo Beach (Crowne Plaza Hotel), CA,USA
  • 年月日: 20100411-14
• [学会発表] DNA-PK phosphorylation targets in XRCC4 and XLF proteins in DNA double-strand break repair (2010)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: Ataxia- Telangiectasia Workshop 2010
  • 発表場所: Redondo Beach (Crowne Plaza Hotel), CA,USA
  • 年月日: 20100411-14
• [学会発表] 非相同末端結合の素過程の解明と臨床応用への展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本義久、Sharma,M.K.、Kamdar,R.P.
  • 学会等名: 第40回放射線による制癌シンポジウム
  • 発表場所: 札幌(さっぽろ芸文館)
  • 年月日: 2010-07-10
• [学会発表] DNA-PK Phosphorylation Sites Essential for DNA Double-Strand Break Repair And Its Possible Application in Cancer Therapy (2010)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 第16回国際癌治療増感研究会
  • 発表場所: 岐阜(県民文化ホール未来会館)
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] The true substrate of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK) and the significance of phosphorylation (2010)
  • 著者名/発表者名: Sharma, M.K., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 第12回癌治療増感研究シンポジウム ,第9回国際癌治療増感研究協会国際研究奨励賞受賞記念講演(AL)
  • 発表場所: 奈良(猿沢荘)
  • 年月日: 2010-02-13
• [学会発表] 生細胞内でのDNA-PKにょるXRCC4のリン酸化:ヒト、マウス細胞間での相違. (2009)
  • 著者名/発表者名: 福地命,Sharma,M.K.,松本義久.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第52回大会
  • 発表場所: 広島(広島市南区民文化センター)
  • 年月日: 20091111-13
• [学会発表] DNA二重鎖切断の修復におけるXRCC4およびXLFのDNA-PKによる新たなリン酸化部位 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sharma,M.K.,Matsumoto,Y.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第52回大会
  • 発表場所: 広島(広島市南区民文化センター)
  • 年月日: 20091111-13
• [学会発表] Assembly of XRCC4-DNA ligase IV-XLF complex on radiation damaged chromatin in situ revealed by biochemical fractionation analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamdar, R.P., Matsumoto, Y.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第52回大会
  • 発表場所: 広島(広島市南 区民文化センター)
  • 年月日: 20091111-13
• [図書] DNARepair-New Research Directions (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y. Imamichi, S., Fukuchi, M., Liu, S., Wanotayan, R., Kuniyoshi, S., Yoshida, K., Mae, Y., Sharma, M.K
  • 出版者: Edit. Chen,C.
• [図書] 「放射線によるDNA損傷・修復と細胞死」「臨床放射線腫瘍学」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本義久
  • 総ページ数: 40-44
  • 出版者: 南江堂
• [図書] DNA Repair (2011)
  • 著者名/発表者名: Kamdar, R.P., Matsumoto, Y
  • 総ページ数: 477-502
  • 出版者: Edit. Kruman, I