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。

DNA-PK作为放射线照射引起的DNA双链断裂的“传感器”，有望在修复和信息传递中发挥极其重要的作用，但其“真正的底物”和“磷酸化的意义”仍存在疑问。长期以来一直不为人知。近年来，我通过 2001 年之间进行的研究表明，XRCC4（DNA 连接酶 IV 的一种调节分子，一种催化 DNA 双链断裂结合的酶）是 DNA-PK 真正底物的第一个例子2001年，我发现了磷酸化位点。我们进行了鉴定、磷酸化状态特异性抗体的生产以及表达磷酸化位点突变体的细胞系的建立。发现DNA-PK可以在体外直接磷酸化XRCC4，但其中两个位点在原位磷酸化，即在辐射照射后的细胞中，以剂量和时间依赖性方式磷酸化。尽管缺乏这两个磷酸化位点的 XRCC4 与 DNA 连接酶 IV 具有正常结合，但表达它的细胞对辐射更敏感，并且比正常表达 XRCC4 的细胞具有更慢的增殖速率。此外，放射线照射后观察到G2/M检查点的增强/延长，表明DNA损伤修复存在异常。综合这些结果，DNA-PK 对 XRCC4 上这两个位点的磷酸化很可能在确保 DNA 修复的准确性和效率方面发挥着重要作用。我们目前正在考虑利用这些结果开发预测放射敏感性和癌症易感性的新方法以及放射增敏剂和抗癌药物的可能性。此外，通过 DNA-PK 重新检查 p53 的磷酸化，除了已知的位点（Ser15、Ser37）之外，我们还发现了两个新位点（Ser9、Ser46）。 DNA-PK 和类似分子 ATM、ATR、FRAP、SMG5 等仅磷酸化 SQ 或 TQ，这几乎已成为既定理论。然而，通过鉴定 XRCC4 和 p53 的磷酸化位点，我们发现 DNA-PK 并不局限于这些位点，并且出现了新的序列方向。预计该信息将有助于寻找新的底物并鉴定其磷酸化位点。

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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苏拉明通过灭活 DNA 依赖性蛋白激酶来使细胞对电离辐射敏感。