DNA‐PKを介した放射線損傷シグナル伝達機構の解析と癌放射線治療への応用の試み

DNA-PK介导的辐射损伤信号转导机制分析及应用于肿瘤放疗的尝试

基本信息

批准号：
16023222
负责人：
松本義久
金额：
$ 3.71万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

DNA-PKは放射線照射によって生じたDNA二重鎖切断の「センサー」として、修復や情報伝達に極めて重要な役割を担うと予想されているが、「真の基質」と「リン酸化の意義」は長らく不明である。私は近年、DNA二重鎖切断の結合を触媒する酵素DNA ligase IVの調節分子XRCC4をDNA-PKの真の基質の第一例として示し、平成13〜15年度の研究により、リン酸化部位の同定、リン酸化状態特異的抗体の作製、リン酸化部位変異体発現細胞株の樹立などを進めてきた。In vitroでDNA-PKがXRCC4を直接リン酸化しうる部位は3ケ所見出されたたが、そのうち2ケ所がin situ、即ち、放射線照射後の細胞内で線量および時間依存的にリン酸化された。これら2ケ所のリン酸化部位を欠損するXRCC4はDNA ligase IVとの結合は正常であるが、これを発現する細胞は正常XRCC4発現細胞に比して放射線高感受性であり、増殖速度も遅い。更に、放射線照射後のG2/Mチェックポイントの増強/遷延が認められ、DNA損傷の修復に異常があることが示唆された。これらの結果を総合すると、DNA-PKによるXRCC4のこの2ケ所の部位のリン酸化はDNA修復の精度、効率を保証するために重要な役割を担っている可能性が濃厚と考えられる。この成果を利用した新しい放射線感受性、癌罹患性予測法や放射線増感剤・抗癌剤の開発の可能性が考えられ、現在検討を始めている。また、DNA-PKによるp53のリン酸化の再検討を行った結果、既に知られている部位(Ser15,Ser37)に加えて、新しい部位2ケ所(Ser9,Ser46)を見出した。DNA-PKおよび類似分子ATM、ATR、FRAP、SMG5などは専らSQまたはTQをリン酸化するというのがほぼ定説となってきた。しかし、XRCC4とp53のリン酸化部位同定の結果、少なくともDNA-PKに関してはこれらに限定されないことが明らかになり、また、新しい配列指向性が浮かび上がってきた。今後の新規基質の探索やそのリン酸化部位の同定に有用な情報となることが期待される。

作为由辐射引起的DNA双链断裂的“传感器”，DNA-PK有望在修复和信息传输中起着极为重要的作用，但是长期以来“真正的底物”和“重要的磷酸化”一直未知。 In recent years, I have shown XRCC4, the regulatory molecule of DNA ligase IV, which catalyzes the binding of DNA double-strand breaks, as the first example of the true substrate for DNA-PK, and through research from 2001 to 2003, I have been working to identify phosphorylation sites, create antibodies specific to phosphorylation states, and establish cell lines expressing phosphorylation site mutants.在体外发现了三个位点，其中DNA-PK可以直接磷酸化XRCC4，其中两个在辐射后的细胞内以剂量和时间依赖的方式磷酸化。缺乏这两个磷酸化位点的XRCC4通常与DNA连接酶IV结合，但是表达此磷酸化的细胞高放射敏感性，并且比正常表达XRCC4的细胞具有较慢的生长速率。此外，辐射暴露后的G2/M检查点增强/延长，表明修复DNA损伤异常。结合这些结果，DNA-PK对XRCC4的这两个位点的磷酸化很有可能在确保DNA修复的准确性和效率方面起重要作用。使用此结果，有可能开发用于预测癌症易感性，癌症易感性以及辐射敏化剂和抗癌药的新方法，目前正在研究中。此外，由于DNA-PK对p53的磷酸化重新审查，还发现了两个新位点（Ser9，Ser46），除了已经知道的位点（SER15，SER37）之外。 DNA-PK和类似分子ATM，ATR，FRAP，SMG5等几乎已经成为规范。仅磷酸化SQ或TQ。然而，XRCC4和p53的磷酸化位点表明，它们至少不限于DNA-PK，并且出现了新的序列方向性。预计此信息将在将来搜索新的底物并识别其磷酸化位点有用。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Up-regulation of DNA-dependent protein kinase activity and Sp1 in colorectal cancer.

DOI：
10.3892/ijo.25.2.461
发表时间：
2004-08
期刊：
International journal of oncology
影响因子：
5.2
作者：
Y. Hosoi;Toshiaki Watanabe;K. Nakagawa;Y. Matsumoto;A. Enomoto;A. Morita;H. Nagawa;N. Suzuki
通讯作者：
Y. Hosoi;Toshiaki Watanabe;K. Nakagawa;Y. Matsumoto;A. Enomoto;A. Morita;H. Nagawa;N. Suzuki

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