放射線によるゲノム不安定性、および、がんドライバー変異の誘導機構の解析

辐射引起的基因组不稳定性及癌症驱动突变的诱导机制分析

基本信息

批准号：
21J12419
负责人：
松野悠介
金额：
$ 1.09万
依托单位：
National Cancer Center Japan (2022)Tokyo University of Science (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12419/
关键词：
ゲノム不安定性放射線がん変異 DNA損傷修復複製ストレス

项目摘要

本年度は、放射線照射に伴って誘導されるゲノム不安定性および変異の特性解析を試みた。具体的には、通常の増殖過程において不死化したMEFと、ガンマ線照射を受けて不死化したMEFについて、染色体解析（カリオタイピング）および全ゲノムシークエンスを行い、染色体異常や変異の特徴を解析した。その結果、染色体の異数性や、ゲノム再編などの“染色体の構造異常”の導入には、放射線ばく露の有無で変化が現れないことが分かった。一方で、放射線の照射・非照射に関わらず、『クローン進化した細胞では大規模な“染色体の構造異常”と“塩基置換変異”が誘導されており、これらの誘導には強く相関が認められる』ことが分かった。これらの結果は、昨年度見出した、放射線ばく露の直接のリスク影響が、『“DNA複製ストレスに起因したDSB”の蓄積に伴う“ゲノム不安定性リスクの高い細胞状態”の誘導』であること、『このリスクには“放射線で直接に生じた損傷”は関係ない』ことと一致した。さらに、高線量照射で現れる“継続的な老化状態”の誘導機構の解析を試みた。具体的には、高線量照射（10 Gy以上）を受けたMEFをウェスタンブロット、免疫蛍光染色、タイムラプスイメージングにより解析した。その結果、DNA損傷応答に伴うp53/p21経路の活性化は認められなかった一方、細胞質DNAの一形態である微小核が増加しており、cGASの活性化や細胞遊走能の向上が見られた。このことから、『高線量の放射線照射を受けた細胞では細胞質DNAが増加した結果、cGAS-STING経路の活性化に伴う老化誘導が亢進している』ことが示唆された。

今年，我们试图表征辐射照射引起的基因组不稳定性和突变。具体来说，我们对正常生长过程永生化的MEF和伽马射线照射永生化的MEF进行了染色体分析（核型分析）和全基因组测序，分析了染色体异常和突变的特征。结果发现，无论是否存在辐射暴露，染色体非整倍体和基因组重排等“染色体结构异常”的引入都没有改变。另一方面，无论是否受到辐射，在克隆进化的细胞中都会诱导“大规模染色体结构异常”和“碱基取代突变”，并且这些诱导是密切相关的。这些结果表明，我们去年发现的辐射暴露的直接风险效应是“诱导具有高基因组不稳定风险的细胞状态”，与 DNA 复制应激引起的 DSB 积累相关。 “这种风险不涉及辐射直接造成的损害。”此外，我们还尝试分析高剂量照射下出现的“持续老化状态”的诱发机制。具体来说，使用蛋白质印迹、免疫荧光染色和延时成像对接受高剂量照射（>10 Gy）的 MEF 进行分析。结果，虽然没有观察到与DNA损伤反应相关的p53/p21途径的激活，但观察到微核(细胞质DNA的一种形式)增加，并且观察到cGAS的激活和细胞迁移能力的改善。这表明“暴露于高剂量辐射的细胞中细胞质 DNA 增加，导致与 cGAS-STING 通路激活相关的衰老诱导增强。”

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ゲノム不安定性に伴って誘導される塩基置換変異

基因组不稳定引起的碱基取代突变

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松野悠介
通讯作者：
松野悠介

Replication-stress-associated DSBs induced by ionizing radiation risk genomic destabilization and associated clonal evolution.

电离辐射诱导的复制应激相关 DSB 有基因组不稳定和相关克隆进化的风险。

DOI：
10.1016/j.isci.2021.102313
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuno Y; Hyodo M; Suzuki M; Tanaka Y; Horikoshi Y; Murakami Y; Torigoe H; Mano H; Tashiro S; Yoshioka KI.
通讯作者：
Yoshioka KI.

ゲノム不安定性に伴って誘導される塩基置換変異

基因组不稳定引起的碱基取代突变