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2014 年度 実施状況報告書

がんの炭素イオン線抵抗性におけるヘテロクロマチンの役割に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25861141
研究機関独立行政法人放射線医学総合研究所

研究代表者

佐藤 克俊  独立行政法人放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター, 研究員 (20589650)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード炭素イオン線治療 / 放射線抵抗性がん細胞 / ヘテロクロマチン
研究実績の概要

がんのX線及び炭素イオン線抵抗性の原因とこれらにおけるヘテロクロマチンの役割を解明するため、マウス扁平上皮がん細胞株NR-S1に総線量60GyのX線(200 KVp, 20mA)を照射して樹立したX60細胞と、総線量30Gyの炭素イオン線(290MeV/n)を照射して樹立したC30細胞を用いて解析した。X60細胞はX線と炭素イオン線の両方に抵抗性であり、C30細胞は炭素イオン線のみに対して抵抗性だった。次に、X60、C30及びNR-S1細胞にX線もしくは炭素イオン線を照射し、その後、相同組換え(HR)修復に必要なタンパク質であるRad51の核内フォーカス形成を経時的に解析した。その結果、X60細胞ではX線及び炭素イオン線照射1時間後に形成されるRad51フォーカス数がC30及びNR-S1細胞より有意に多いことが示された。この結果によりX線及び炭素イオン線抵抗性にはHR修復が深く関与していることが示唆された。
昨年度までにヘテロクロマチンに集積するタンパク質であるHP1βがX60細胞ではNR-S1細胞より約2倍程度高く、さらにHP1βの核内拡散がNR-S1細胞より照射後早期に起こることが示されている。近年ではヘテロクロマチン領域のDNA二本鎖切断は、ヘテロクロマチンの弛緩に続きHR修復を受けることが報告されている。これらの研究はX60細胞ではX線や炭素イオン線照射後のヘテロクロマチンの弛緩とその後のHR修復の開始がNR-S1細胞よりも早い可能性があることを示している。本研究によりX線及び炭素イオン線照射後のヘテロクロマチンの弛緩とその後のHR修復ががんにおけるX線と炭素イオン線抵抗性と深く関連することが示された。

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

本研究で樹立したX線及び炭素イオン線抵抗性がん細胞の樹立に関する解析結果は論文誌(K. Sato, et al., Radiation Research, 182, 408-419)に掲載されており、さらにH26年度に得られた結果は、現在論文誌への投稿の準備を進めているところであることから概ね順調と言える。

今後の研究の推進方策

H26年度にはX線及び炭素イオン線抵抗性がん細胞において相同組換え修復が亢進していることを見出した。今後はヘテロクロマチンの弛緩と相同組換え修復能について詳細に研究する必要がある。これらについてはあまり知られていないため、研究を続ける価値は高い。また、本研究の結果は相同組換え修復の阻害剤がX線及び炭素イオン線抵抗性腫瘍に対する増感剤として利用できる可能性を示している。従って相同組換え修復の阻害剤であるB02等を用いた研究が必要である。

次年度使用額が生じた理由

申請時に予定した国際学会(2014 AACR Annual Meeting)に参加できなかったため、未使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成27年度に開催される2015 International Congress of Radiation Research(京都)もしくは第74回日本癌学会学術総会(名古屋)の参加費、旅費、及び本研究に関する論文投稿に係る費用の一部として使用する。

  • 研究成果

    (7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 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A laser-plasma-produced soft X-ray laser at 89 eV generates DNA double-strand breaks in human cancer cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Sato, Masaharu Nishikino, Tetsuya Kawachi, Takashi Shimokaw, Takashi Imai, Teruki Teshima, Hiroaki Nishimura, Masaki Kando
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 56 ページ: in press

    • DOI

      10.1093/jrr/rrv015

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heterochromatin domain number correlates with x-ray and carbon-ion radiation resistance in cancer cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Sato, Takashi Imai, Ryuichi Okayasu, Takashi Shimokawa
    • 雑誌名

      Radiation Research

      巻: 182 ページ: 408-419

    • DOI

      10.1667/RR13492.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 放射線治療後の再増殖腫瘍モデルの樹立とこれらの性質変化の解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 克俊, 今井 高志, 下川 卓志
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第57回大会
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2014-10-01 – 2014-10-03
  • [学会発表] Repeated carbon ion beam irradiations confer the carbon ion beam resistance but not X-ray resistance in cancer cells2014

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Sato, Takashi Imai, Takashi Shimokawa
    • 学会等名
      The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Impact of grafted tumor types and host mouse strains on metastasis repression by the C-ion and iDCs combination therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Ma Liqiu, Katsutoshi Sato, Takashi Imai, Takashi Shimokawa
    • 学会等名
      The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] ハイスループット放射線防護剤スクリーニング法の高度化2014

    • 著者名/発表者名
      坂本 慶充, 関根 絵美子, 馬 立秋, 佐藤 克俊, 藤崎 真吾, 中西 郁夫, 下川 卓志
    • 学会等名
      フリーラジカルサマースクール in 館山 2014
    • 発表場所
      筑波大学館山研修所(千葉県・館山市)
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-09
  • [学会発表] 放射線治療のための併用療法・薬剤の開発2014

    • 著者名/発表者名
      下川 卓志, 関根 絵美子, 中西 郁夫, 佐藤 克俊
    • 学会等名
      Biotech2014
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都・江東区)
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-16

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公開日: 2016-06-01  

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