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2023 年度 実績報告書

人工多能性幹細胞と光学計測技術を併用した放射線被ばく影響個人差研究基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H03599
研究機関広島大学

研究代表者

渡邉 朋信  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (00375205)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード放射線ひばく影響 / ラマン散乱スペクトル計測 / 低線量域 / iPS細胞技術 / 個人差研究 / 光学顕微鏡
研究実績の概要

本研究課題の目的は、由来の異なるヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)株から作成した胚様体に対する放射線被ばく影響および耐性を網羅的に定量する光計測システムを開発し、上記システムを用いて、ヒト初期胚に対する放射線被ばく影響の個人差を決定する要因を解明する。2023年度は、これら5種類のヒトiPS細胞株について、①上記差異を引き起こす遺伝子発現ネットワークを同定するためにトランスクリプトーム解析を行うこと、および、②同じ遺伝子背景を持つ(由来が同一人)iPS細胞株に放射線を照射し、放射線影響が異なる株をクローニングすること、とした。
本研究では、顕微鏡上でラマン散乱スペクトル計測に用いた培養皿から細胞を収集し、トランスクリプトーム解析を行う。そこでまず、5種のヒトiPS細胞について、同日同時に放射線照射を行い、同一の計測(成長速度とラマン散乱スペクトル計測)を再度行った。これは、実験の再現性の確認、および、実験環境・状況を統一化することにもなる。放射線被ばく後の成長速度には、5種類間の差異が明らかに示され、ヒスパニック系女性の細胞から作成されたBXS0115株に最も強い被ばく耐性が確認された。ラマン散乱スペクトルにおいても、BXS0115株は最も小さな形状変化を示した。成長に対して放射線照射に影響を受けなかった細胞は、そもそも放射線照射に対する応答が小さいことを示している。一方で、細胞株間で共通する明確な変化も確認できなかった。予定通り、ラマン散乱計測後の細胞は回収され、トラスクリプトームデータは収集されている。上記データは、今後、引き続き解析していく。
なお、上記作業中にクローニングを実施しており、樹立された細胞株クローンは今後の研究に使用していく予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Yuragi biomarker concept for evaluating human induced pluripotent stem cells using heterogeneity-based Raman finger-printing2024

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hideaki、Haruki Takayuki、Sudo Kazuhiro、Koga Yumiko、Nakamura Yukio、Abe Kuniya、Yoshida Yasuhiko、Koizumi Keiichi、Watanabe Tomonobu M
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: Advance Publication ページ: e211016

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.s016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心筋分化に対する晩発性被ばく影響を光で定量評価する2024

    • 著者名/発表者名
      渡邉朋信
    • 雑誌名

      Isotope News

      巻: 792 ページ: 24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of crossbridge-state during cardiomyocyte beating using second harmonic generation2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hideaki、Kaneshiro Junichi、Takeda Maki、Sasaki Kensuke、Yamamoto Rikako、Umetsu Daiki、Kuranaga Erina、Higo Shuichiro、Kondo Takumi、Asano Yoshihiro、Sakata Yasushi、Miyagawa Shigeru、Watanabe Tomonobu M
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 6 ページ: e202302070

    • DOI

      10.26508/lsa.202302070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single‐molecule tracking of Nanog and Oct4 in living mouse embryonic stem cells uncovers a feedback mechanism of pluripotency maintenance2023

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Kazuko、Fujita Hideaki、Okada Yasushi、Shinkai Soya、Onami Shuichi、Abe Kuniya、Fujimoto Kenta、Sasaki Kensuke、Shioi Go、Watanabe Tomonobu M
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 42 ページ: e112305

    • DOI

      10.15252/embj.2022112305

    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of radiation on human iPSC derived cardiomyocyte myosin function evaluated by SHG microscopy2024

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Fujita, Tomonobu M Watanabe, et al.
    • 学会等名
      Biophysical Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Optical Techniques to Evaluate Radiation Effects2023

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Fujita, Tomonobu M Watanabe
    • 学会等名
      The 8th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of human individual radiosensitivity using Raman spectroscopy and iPSC2023

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Fujita, Tomonobu M Watanabe, et al.
    • 学会等名
      日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Dosimetry using white and bleached human black hair using Raman spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Fujita, Tomonobu M Watanabe, et al.
    • 学会等名
      International Conference on Cell and Tissue Science.
    • 国際学会
  • [学会発表] 散乱光に含まれる生物学的情報を利用する2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉朋信
    • 学会等名
      情報計測オンラインセミナー
    • 招待講演
  • [備考] 個体を傷付けず、生きた心筋活性を光で定量 -細胞内筋力発生の評価技術として、心疾患の研究加速に期待-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230526_5/index.html

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公開日: 2024-12-25  

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