プリンヌクレオチドの脱アミノ化に起因する突然変異と発がん

嘌呤核苷酸脱氨基引起的突变和致癌

• 批准号: 18012035
• 负责人: 作見 邦彦
• 金额: $ 6.98万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18012035/
• 关键词: ITPase; イノシン; 突然変異; ヌクレオチド; ATP; ヌクレオチドプール; 化学修飾; 発がん; 遺伝子欠損マウス

酸化と脱アミノ化は核酸,特にプリンヌクレオチドの生体内における化学修飾の代表的なものである。dATPとdGTPはそれぞれ,酸化されると2-OH-dATPと8-oxo-dGTPが生じ,また脱アミノ化されるとdlTPとdXTPになる。これらの修飾ヌクレオチドは元のヌクレオチドとは異なる塩基と対合する性質を有しており,突然変異ひいては発がんの原因となると考えられる。我々は,脱アミノ化プリンヌクレオチドが生体に及ぼす影響を解析するために脱アミノ化プリンヌクレオシド3リン酸を分解する酵素,ITPaseをコードする遺伝子のノックアウトマウス(Itpa遣伝子欠損マウス)を作製,解析を行った。Itpa遺伝子ホモ欠損マウスは成長遅延を呈し,生後14日前後で死亡した。生化学的解析より赤血球にITPの蓄積が,また複数臓器のRNAにイノシンヌクレオチドの蓄積が確認された。このことは,脱アミノ化プリンヌクレオチドが細胞内で確かに産生していること,ITPaseはこれらの修飾ヌクレオチドを分解する役割を担っていることを示している。また,ここで観察されたItpa遺伝子欠損マウスの表現型を説明するためには,その原因となっているITPaseの主な基質はdITPであると考えるよりrITPであると考えた方が適当であると考えられる。C57BL/6Jにバッククロスを行ったところ,Itpa遺伝子ホモ欠損マウスは6世代目を越えた頃から隼まれなくなった。現在ヘテロで10世代を越えたところである。Itpa遺伝子欠損MEF細胞,マウスではヘテロでも染色体異常が観察されている。未だ未解明の部分が多いItpa遺伝子欠損マウスであるが,デオキシヌクレオチドプール中のdITPの除去を行うことで発がん抑制に寄与している可能性を含め,ITPaseの生体における機能を明らかにしていきたいと考えている。

氧化和脱氨是体内核酸（尤其是嘌呤核苷酸）的典型化学修饰。 dATP 和 dGTP 分别被氧化为 2-OH-dATP 和 8-oxo-dGTP，并脱氨为 dlTP 和 dXTP。这些修饰的核苷酸具有与不同于原始核苷酸的碱基配对的特性，并且被认为会引起突变，并最终导致癌变。为了分析脱氨基嘌呤核苷酸对生物体的影响，我们创建了敲除小鼠（Itpa基因缺陷小鼠），对编码ITPase（一种降解脱氨基嘌呤核苷三磷酸的酶）的基因进行了分析。 Itpa 基因纯合的小鼠表现出生长迟缓，并在出生后 14 天左右死亡。生化分析证实ITP在红细胞中积累，肌苷核苷酸在多个器官的RNA中积累。这表明脱氨基嘌呤核苷酸确实在细胞内产生，并且ITPase在降解这些修饰的核苷酸中发挥作用。此外，为了解释此处观察到的Itpa基因缺陷小鼠的表型，认为rITP是ITPase的主要底物比dITP更合适。当与C57BL/6J回交时，Itpa基因纯合缺陷小鼠在第6代后停止死亡。我们目前已经是十多代的异性恋者了。在 Itpa 基因缺陷的 MEF 细胞甚至杂合小鼠中观察到染色体异常。尽管关于 Itpa 基因缺陷的小鼠还有很多未知，但我们希望澄清 ITPase 在活体中的功能，包括我认为从脱氧核苷酸库中去除 dITP 可能有助于抑制癌发生。

项目成果

MTH1, an oxidized purine nucleoside triphosphatase, protects the dopamine neurons from oxidative damage in nucleic acids caused by 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine

• DOI: 10.1038/sj.cdd.4401788
• 发表时间: 2006-04
• 期刊: Cell Death and Differentiation
• 影响因子: 12.4
• 作者: Hiroo Yamaguchi;Kosuke Kajitani;Yukihiko Dan;M. Furuichi;M. Ohno;K. Sakumi;Dongchon Kang;Y. Nakabeppu

Two distince pathways of cell death triggered by oxidative damage to nuclear and mitochondrial DNAs

细胞核和线粒体 DNA 氧化损伤引发两种不同的细胞死亡途径

• 发表时间: 2007
• 作者: Oka;S;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Oxudatuve stress-induced tumorigenesis in the small intestine of various DNA repair-deficient mice.

Oxudatuve 应激诱导各种 DNA 修复缺陷小鼠小肠肿瘤发生。

• 发表时间: 2007
• 作者: Piao;J.;et. al.
• 通讯作者: et. al.

8-オキソグアニンのゲノム蓄積は相同染色体組換えを促進し遺伝的多様性を生み出す原動力となる

8-氧代鸟嘌呤的基因组积累促进同源染色体重组，成为产生遗传多样性的驱动力。

• 发表时间: 2007
• 作者: 大野 みずき;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Two distinct pathways of cell death triggered by oxdative damage to nuclear and mitochondrial DNAs.

细胞核和线粒体 DNA 氧化损伤引发两种不同的细胞死亡途径。

• 发表时间: 2008
• 期刊: EMBO J. 27
• 作者: Oka;S;et. al.
• 通讯作者: et. al.