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2016 年度 実績報告書

放射線被ばくが主要臓器に及ぼす影響に迫る「遺伝子改変動物を用いた時空間解析」

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01640
研究機関京都大学

研究代表者

原田 浩  京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (80362531)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード放射線 / DNA損傷 / 遺伝子改変動物 / 宇宙放射線 / 光イメージング
研究実績の概要

DNA二重鎖切断を緑色蛍光のドットとして可視化できるレポーター遺伝子を安定に導入した細胞株を効率よく樹立するために、当該レポーター遺伝子のDNA断片をレンチウィルス作成用プラスミドpCDH-EF1-MCS-IRES-Puro(SBI#CD532A-2)に組み込んだ。構築したプラスミドをパッケージング細胞に導入し、レンチウィルスを作成する系を確立した。当該ウィルスをヒトの子宮および腎臓などに由来する細胞株に感染させ、α線、X線、γ線を照射し、生じたDNAの損傷をリアルタイムに可視化した。その結果、γ線の方がα線と比較してDNA損傷能が強いことが確認された。一方、γ線とα線によって生じたDNA損傷の修復速度を比較した場合、前者の方が早かったことから、α線が修復しにくいDNA損傷を生じる可能性が示唆された。
また、当該レポーター遺伝子の遺伝子組換えマウスを作成するため、レポーター遺伝子を計326個のES細胞にマイクロインジェクションした。得られた遺伝子改変ES細胞を対象にジェノタイピングを行い、レポーター遺伝子が組み込まれた遺伝子改変クローンを選択、偽妊娠マウスに戻して17匹の産仔を得た。うち3匹は食殺されたため、残った14匹の産仔を対象にジェノタイピングを行い、目的のトランスジェニックマウスを2系統樹立できたことを確認した。F0世代ではレポーター遺伝子の発現が認められたが、マウスの継代を重ねるうちに緑色蛍光が減弱したため、transgeneがサイレンシングされてしまった可能性が考えられた。そこで目的の遺伝子改変マウスを樹立する手段として、サイレンシングを受けにくいRosa26遺伝子座に当該レポーター遺伝子をノックインすることとし、ターゲティングベクターを構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

培養細胞を用いた実験はおおむね順調に進んでいるが、DNA損傷を可視化するための遺伝子改変マウスの樹立の方がやや遅れている。具体的な問題は、レポーター遺伝子を組み込んだマウスは作成できたものの、緑色蛍光発現遺伝子がサイレンシングを受けてしまったことである。この問題を克服するために、トランスジェニック法ではなくノックイン法にで当該レポーター遺伝子をROSA26 locusに組み込む手法を取ることし、それに向けてターゲティングベクターの構築を完了した。以上、総じて、「やや遅れている」と判断した。

今後の研究の推進方策

H28年度に構築した実験系を用いて今後は、α線・γ線・X線のほか宇宙放射線に含まれる他の線質の放射線(重粒子・陽子線等)によって生じるDNA損傷の発生頻度と修復活性を評価し、遺伝子改変マウスを用いる実験に活かせる基本的パラメーターを取得する。またEGFP-53BP1Mノックインマウスを樹立し、線質の違いが各臓器の放射線感受性とDNA損傷修復能に及ぼす影響を、組織・個体レベルで解析する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Oxford/Imperial College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford/Imperial College London
  • [雑誌論文] Hypoxia-inducible factor 1 promotes chemoresistance of lung cancer by inducing carbonic anhydrase IX espression2016

    • 著者名/発表者名
      Sowa T, Menju T, Chen-Yoshikawa TF, Takahashi K, Nishikawa S, Nakanishi T, Shikuma K, Motoyama H, Hijiya K, Aoyama A, Sato T, Sonobe M, Harada H, Date H
    • 雑誌名

      Cancer Medicine

      巻: 6 ページ: 288-297

    • DOI

      10.1002/cam4.991

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cigarette smoke reversibly activates hypoxia-inducible factor 1 in a reactive oxygen species-dependent manner2016

    • 著者名/発表者名
      Daijo H, Hoshino Y, Kai S, Suzuki K, Nishi K, Matsuo Y, Harada H, Hirota K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 34424

    • DOI

      10.1038/srep34424

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LY6E: a conductor of malignant tumor growth through modulation of the PTEN/PI3K/Akt/HIF-1 axis2016

    • 著者名/発表者名
      Yeom CJ, Zeng L, Goto Y, Morinibu A, Zhu Y, Shinomiya K, Kobayashi M, Itasaka S, Yoshimura M, HurCG, Kakeya H, Hammond EM, Hiraoka M, *Harada H
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 7 ページ: 65837-65848

    • DOI

      10.18632/oncotarget.11670

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] VHL-deficient renal cancer cells gain resistance to mitochondria-activating apoptosis inducers by activating AKT through the IGF1R-PI3K pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi R, Harada H, Hirota K.
    • 雑誌名

      Tumor Biology

      巻: 37 ページ: 13295-13306

    • DOI

      10.1007/s13277-016-5260-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hypoxia-inducible factor 1-mediated characteristic features of cancer cells for tumor radiaresistance2016

    • 著者名/発表者名
      *Harada H
    • 雑誌名

      J Radiat Res

      巻: 57 ページ: 99-105

    • DOI

      10.1093/jrr/rrw012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potent anti-tutor effects of EGFR-targeted hybrid peptide on mice bearing liver metastases2016

    • 著者名/発表者名
      Gaowa A, Horibe T, Kohno M, Harada H, Hiraoka M, Kawakami K
    • 雑誌名

      Clin Exp Metastasis

      巻: 33 ページ: 87-95

    • DOI

      10.1007/s10585-015-9760-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of tumor-associated stroma and its relationship with tumor hypoxia using dynamic contrast-enhanced CT and 18F-misonidazole PET in murine tumor models2016

    • 著者名/発表者名
      Koyasu S, Tsuji Y, Harada H, Nakamoto Y, Nobashi T, Kimura H, Sano K, Koizumi K, Hamaji M, Togashi K
    • 雑誌名

      Radiology

      巻: 278 ページ: 734-741

    • DOI

      10.1148/radiol.2015150416

    • 査読あり
  • [雑誌論文] H3K9me3 facilitates hypoxia-induced p53-dependent apoptosis through repression of APAK2016

    • 著者名/発表者名
      Olcina MM, Leszczynska K, Senra JM, Isa N, Harada H, Hammond EM
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: 35 ページ: 793-799

    • DOI

      10.1038/onc.2015.134

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] HIF-1を中心とする活性酸素ストレス応答の分子基盤と機能2016

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
    • 招待講演
  • [学会発表] Function of the UCHL1-HIF-1 Axis in Distant Metastasis and Radioresistance of Cancer Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Harada
    • 学会等名
      International Symposium of Radiation Biology Center, Kyoto University
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Radioresistance of Cells; Lessons from HIF-1 Biology2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Harada
    • 学会等名
      Annual Meeting of Association for Radiation Research 2016
    • 発表場所
      Leicester, UK
    • 年月日
      2016-06-27 – 2016-06-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hypoxia; a Potent Inducer of Radioresistance of Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Harada
    • 学会等名
      The 2nd KU RBC-CEA Joint Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-04-11 – 2016-04-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 放射線医科学2016

    • 著者名/発表者名
      原田浩
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      医療科学社
  • [備考] 京都大学放射線生物研究センターがん細胞生物学分野ホームページ

    • URL

      http://radiotherapy.kuhp.kyoto-u.ac.jp/biology/index.html

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-01-31  

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