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放射線は、DNA損傷を引き起こすだけでなく、放射線の種類によってその量が大きく異なる酸化的損傷をも引き起こすと考えられる。これらは孤立して生じるばかりでなく、放射線特有の特徴としてこれらの損傷が１箇所にまとまって生じるDNA損傷のクラスター化を生じる。しかしこれまでクラスター損傷研究は、実際に細胞や腫瘍に生じたDNA損傷の解析をするには至らなかった。そこで我々は、細胞に生じるクラスターDNA損傷を観察する『DNA損傷直接観察法』を開発した。この方法を用いて様々な条件下で、DNA損傷を可視化することで、個々のDNA損傷とそれにつながる生物影響を知ることを目的として研究した。
本年度はこの開発した解析方法を用いて、DNA損傷それぞれの修復機構を明らかにするため、前年度にゲノム編集法によって作成したTK6のDNA修復欠損細胞を用い、放射線照射後に残るDNA損傷を定量する事によりどのような損傷がどのような修復機構で修復されたか検討した。その結果、これまで明らかにされていなかった、DNA修復機構によって修復されている事が明らかになり、生じたDNA損傷はそれぞれ異なるDNA修復機構で修復されていることを明らかにした。これまで炭素線などの高LET重粒子線を用いた放射線治療は、従来のX線、ガンマ線と比べて治療効果が高いと言われている。これは、重粒子線が細胞に照射されることにより「クラスター損傷」が引き起こされることが原因とされていた。本研究の結果により、実際に細胞や腫瘍に生じた個々のDNA損傷の種類や複雑さを解析することで、この原因の具体的な知見を得ることができた。今後はこの研究をさらに応用することで、がんの治療効果をより一層向上させることに貢献できると期待される。
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