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2014 年度 実施状況報告書

異なる放射線照射条件と多能性幹細胞を用いた次世代DNA損傷ストレス影響研究

研究課題

研究課題/領域番号 25340033
研究機関広島大学

研究代表者

河合 秀彦  広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (30379846)

研究分担者 嶋本 顕  広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 准教授 (70432713)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード放射線 / iPS細胞 / 急照射 / 緩照射 / ゲノム編集
研究実績の概要

正常ヒトiPS細胞及びp53変異ヒトiPS細胞の電離放射線及び紫外線照射によるDNA損傷ストレス応答性について解析を行った。また、p53経路に関連する遺伝子に対する人工ヌクレアーゼを作製し、iPS細胞及びその他のヒト培養細胞株の遺伝子改変細胞株の樹立を試みた。
前年度までの本研究課題の結果から、ヒトiPS細胞では放射線に対する細胞応答性はがん細胞や正常組織由来のヒト培養細胞株とは異なることが明らかとなっていた。また、細胞応答性の解析にあたり、異なる線量率のγ線照射環境を用いることは、急照射では細胞に確率的に観察される生物学的影響が、より確定的に発現する傾向があることが明らかとなった。正常ヒトiPS細胞は放射線照射環境においてはアポトーシス様の細胞死が細胞周期依存的に誘導されるが、p53変異ヒトiPS細胞では細胞周期に依存したアポトーシス様細胞死が生じず、中心体数と細胞分裂像に高い頻度で異常が観察された。また、放射線照射と比較して紫外線照射に対してiPS細胞は、より高い感受性を示すことが明らかとなった。この紫外線照射に対する感受性はp53変異細胞でも観察されたことから、iPS細胞は放射線照射によって生じるDNA損傷に対して特異的にp53に依存した細胞死誘導機構とゲノム安定性維持機構を有する可能性が示唆された。また、p53によって制御される遺伝子群の発現パターンも、その他のヒト細胞株とは異なることが明らかとなったことから、通常の酸素分圧化での試験管内培養条件で誘導される酸化的DNA損傷が生じる環境においてもiPS細胞のゲノム安定性維持にp53が重要な役割を果たしていることを示唆するものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究目的の達成までには概ね順調に進展しているものと考える。
新しいゲノム編集技術の導入を行い、iPS細胞を含めた異なる細胞株での遺伝子改変を試みたことで、変異導入効率の改善が見込まれていた。しかし、ゲノム編集を行う人工ヌクレアーゼ作製は非常に簡便化されたものの、変異導入効率に関しては、まだ検討の余地がある。その為、p53を含む様々な遺伝子改変細胞株の作製は次年度にも引き続き行う予定である。

今後の研究の推進方策

今後も予定通り実験を進める。iPS細胞以外の細胞でもp53欠損株の作製を行い、放射線の長期被被曝における細胞応答性を異なる視点から明らかにし、目的の達成に向けて研究を遂行する。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] RAD18 activates the G2/M checkpoint through DNA damage signaling to maintain genome integrity after ionizing radiation exposure.2015

    • 著者名/発表者名
      Sasatani M, Xu Y, Kawai H, Cao L, Tateishi S, Shimura T, Li J, Iizuka D, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Kamiya K.Sasatani M, Xu Y, Kawai H, Cao L, Tateishi S, Shimura T, Li J, Iizuka D, Noda A, Hamasaki K, Kusunoki Y, Kamiya K.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10(2) ページ: e0117845

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0104279.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel ATM/TP53/p21-mediated checkpoint only activated by chronic γ-irradiation.2014

    • 著者名/発表者名
      Cao L, Kawai H, Sasatani M, Iizuka D, Masuda Y, Inaba T, Suzuki K, Ootsuyama A, Umata T, Kamiya K, Suzuki F.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9(8) ページ: e104279

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0104279.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comprehensive analyses of cellular responses to chronic γ-irradiation (II)2015

    • 著者名/発表者名
      河合秀彦、曹麗麗、清水なつみ、笹谷めぐみ、飯塚大輔、松井啓隆、金井昭教、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] Analysis of radiation induced mutations using next generation sequencer2015

    • 著者名/発表者名
      金井昭教、長町安希子、河合秀彦、松井啓隆、神谷研二、稲葉俊哉
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] Effects of low dose gamma irradiation on primary human endothelial cells2015

    • 著者名/発表者名
      Elena Zaharieva、河合秀彦、稲葉俊哉、松浦伸也、神谷研二
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] The effect low dose radiation exposure in the first hours after fertilization on the development of early mouse embryos2015

    • 著者名/発表者名
      清水なつみ、河合秀彦、笹谷めぐみ、遠藤充浩、稲葉俊哉、神谷研二
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] DNA Damage Response in Human Induced Pluripotent Stem Cells2015

    • 著者名/発表者名
      嶋本顕、香川晴信、河合秀彦、佐久間哲史、山本卓、塩谷文章、田原栄俊
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] Perturbation of AKT/cyclin D1 signaling pathway by oxidative stresses following low dose long-term fractionated radiation in human human fibroblasts2015

    • 著者名/発表者名
      志村勉、笹谷めぐみ、神谷研二、河合秀彦、 欅田尚樹
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] Dose rate-dependent cellular senescence in response to chronic γ-irradiation via the ATM/TP53/p21 pathway2015

    • 著者名/発表者名
      曹麗麗、河合秀彦、笹谷めぐみ、飯塚大輔、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      広島大学原爆放射線医科学研究所第5回国際シンポジウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2015-03-03
  • [学会発表] 異なる線量率での放射線被曝環境と細胞運命決定機構2014

    • 著者名/発表者名
      河合秀彦、曹麗麗、笹谷めぐみ、飯塚大輔、松井啓隆、金井昭教、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析2014

    • 著者名/発表者名
      金井昭教、長町安希子、河合秀彦、松井啓隆、稲葉俊哉
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-02
  • [学会発表] γ線照射環境での線量率依存的な老化様細胞増殖停止はATM/TP53/P21経路依存的である2014

    • 著者名/発表者名
      曹麗麗、河合秀彦、笹谷めぐみ、飯塚大輔、松井啓隆、金井昭教、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-02
  • [学会発表] RAD18 mediates DNA damage signaling to activate G2/M checkpoint for maintaining genome integrity after ionizing radiation exposure2014

    • 著者名/発表者名
      徐衍賓、笹谷めぐみ、河合秀彦、曹麗麗、飯塚大輔、神谷研二
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-02
  • [学会発表] 大量データ解析を駆使した放射線影響解析手法の確立にむけて2014

    • 著者名/発表者名
      松井啓隆、河合秀彦、金井昭教、稲葉俊哉
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-01
  • [学会発表] 人工多能性幹細胞(iPS 細胞)のX 線高感受性の分子機構2014

    • 著者名/発表者名
      嶋本顕、香川晴信、河合秀彦、佐久間哲史、山本卓、塩谷文章、田原栄俊
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-10-01
  • [学会発表] 放射線照射環境における線量率に依存した細胞運命決定機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      河合秀彦、曹麗麗、清水なつみ、笹谷めぐみ、飯塚大輔、金井昭教、松井啓隆、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      第39回 中国地区放射線影響研究会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2014-07-18
  • [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析にむけた方法論の確立2014

    • 著者名/発表者名
      金井昭教、松井啓隆、長町安希子、河合秀彦、稲葉俊哉
    • 学会等名
      第39回 中国地区放射線影響研究会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2014-07-18
  • [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析2014

    • 著者名/発表者名
      金井昭教、長町安希子、河合秀彦、松井啓隆、稲葉俊哉
    • 学会等名
      第55回原子爆弾後障害研究会
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2014-06-01
  • [学会発表] γ線照射環境下での線量率依存的な細胞運命決定とその分子機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      曹麗麗、河合秀彦、笹谷めぐみ、飯塚大輔、松井啓隆、金井昭教、稲葉俊哉、神谷研二、鈴木文男
    • 学会等名
      第55回原子爆弾後障害研究会
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2014-06-01
  • [学会発表] 糖鎖修飾を指標とした放射線被ばくのバイオマーカー探索2014

    • 著者名/発表者名
      飯塚大輔、桐山慧大、岡崎恵美、河合秀彦、泉俊輔、神谷研二
    • 学会等名
      第55回原子爆弾後障害研究会
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2014-06-01
  • [学会発表] E3ユビキチンライゲースRAD18が放射線損傷応答におよぼす寄与2014

    • 著者名/発表者名
      徐衍賓、笹谷めぐみ、河合秀彦、飯塚大輔、神谷研二
    • 学会等名
      第55回原子爆弾後障害研究会
    • 発表場所
      長崎市
    • 年月日
      2014-06-01

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公開日: 2016-05-27  

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