Whole-genome sequence analysis of radiation-induced mutations in human hematopoietic stem cells

人类造血干细胞辐射诱发突变的全基因组序列分析

基本信息

批准号：
22K12388
负责人：
田邉修
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Radiation Effects Research Foundation
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、放射線被曝の晩発障害の分子メカニズムを明らかにすることと、放射線に特異的な体細胞変異シグネチャーを同定して新しいバイオドシメトリの開発へ応用すること、の二つである。原爆被爆者には、放射線被曝の晩発障害として悪性腫瘍や循環器疾患などの過剰リスクが観察されているが、その分子メカニズムは未解明である。このため本研究では、放射線被曝による体細胞変異に着目し、ボランティア及び原爆被爆者の造血幹細胞における体細胞変異を全ゲノム規模で分析し、生涯に蓄積した体細胞変異の種類、頻度、特徴を明らかにする。そして、これらと被曝線量との関連を分析する。始めにボランティア試料を用いた、以下に記す予備的研究を行って、実験方法及びデータ解析方法を最適化した後に、被爆者試料を用いた研究を実施する。ボランティアの血液試料より単核球を分離し、セルソーターを用いて造血幹細胞を単離して分化増殖させて細胞クローンを得る。これら造血幹細胞由来クローンと分画前のバルク単核球試料からDNAを抽出して、全ゲノムシーケンス解析を行う。単核球試料では検出されず、造血幹細胞由来クローンのみに検出される変異を、体細胞変異と定義する。これらのデータをもとに塩基置換、欠失、挿入、構造変異などの体細胞変異をボランティア試料で分析することにより、造血幹細胞における自然発生の体細胞変異の種類、頻度、特徴とそれらの個人差を明らかにする。本研究は、ヒトゲノム解析研究であり、国の研究倫理指針を遵守して行う必要があるため、令和4年度には、詳細な研究計画書と説明同意文書を作成して倫理審査委員会の承認を得た。また、造血幹細胞の単離・培養などの実験条件や、データ解析条件などの最適化のための予備的研究を行った。

本研究的目的是阐明辐射暴露后期影响的分子机制，并识别辐射特异性体细胞突变特征并将其应用于新生物剂量测定法的开发。在原子弹幸存者中观察到恶性肿瘤和心血管疾病的过度风险是辐射暴露的后期影响，但其背后的分子机制仍不清楚。因此，本研究重点关注辐射暴露引起的体细胞突变，在全基因组范围内分析志愿者和原子弹幸存者的造血干细胞的体细胞突变，探讨长期积累的体细胞突变的类型、频率和特征。一生的揭示。然后，我们将分析这些与暴露剂量之间的关系。首先，我们将使用如下所述的志愿者样本进行初步研究，以优化实验方法和数据分析方法，然后使用原子弹幸存者的样本进行研究。从志愿者的血液样本中分离单核细胞，并使用细胞分选仪分离造血干细胞并分化和增殖以获得细胞克隆。在分级分离之前，将从这些造血干细胞衍生的克隆和大量单核细胞样品中提取 DNA，并进行全基因组序列分析。在单核细胞样品中未检测到但仅在造血干细胞衍生的克隆中检测到的突变被定义为体细胞突变。通过基于这些数据分析志愿者样本中的碱基替换、缺失、插入和结构突变等体细胞突变，我们将能够识别造血干细胞及其个体中自然发生的体细胞突变的类型、频率和特征。区别。这项研究是人类基因组分析研究，必须遵守国家研究伦理指南，因此在2020财年，将制定详细的研究计划和知情同意文件并经伦理审查委员会批准。我们还进行了前期研究，优化了造血干细胞的分离培养、数据分析条件等实验条件。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

X線照射によりマウス造血幹細胞に誘導される体細胞変異の頻度と特徴

X射线照射诱导小鼠造血干细胞体细胞突变的频率和特征

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松田由喜子;内村有邦;佐藤康成;加藤直広;利重匡亮;梶村順子;久保美子;山岡美佳;濱崎幹也;吉田健吾;野田朝男;田邉修
通讯作者：
田邉修

Spectra and characteristics of somatic mutations induced by ionizing radiation in hematopoietic stem cells

电离辐射诱导造血干细胞体细胞突变的谱图及特征

DOI：
10.1073/pnas.2216550120
发表时间：
2023-04-11
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuda, Yukiko;Uchimura, Arikuni;Satoh, Yasunari;Kato, Naohiro;Toshishige, Masaaki;Kajimura, Junko;Hamasaki, Kanya;Yoshida, Kengo;Hayashi, Tomonori;Noda, Asao;Tanabe, Osamu
通讯作者：
Tanabe, Osamu