Transcriptome analysis of radiation-induced genomic instability

辐射引起的基因组不稳定性的转录组分析

基本信息

批准号：
22K12377
负责人：
鈴木啓司
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagasaki University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12377/
关键词：
放射線シングルセルゲノム不安定性

项目摘要

放射線被ばくが発がんの誘因になる事は広く知られているが、その分子メカニズムの全貌は未解明のままである。放射線照射のゲノム影響の最大の特長は、DNA二重鎖切断の生成を介したゲノム欠失の誘発である。特に、数Mbにもおよぶ大規模なゲノム欠失は、ゲノム高次構造を大きく変化させる事から、潜在的不安定染色体部位として子孫細胞に伝播され、遅延的なゲノム不安定性に関連するが、その発がんにおける意義は明確ではない。そこで本研究では、『放射線誘発ゲノム欠失によるランダムなゲノム高次構造の変化が、核内のクロマチン状態を変化させて遺伝子発現制御を撹乱し、不均質な遺伝子発現プロファイルを持つヘテロ細胞集団を生成し、これが向増殖性クローン進化の駆動力になる』、との仮説を提唱し、具体的には、『放射線照射生存細胞が不均質な遺伝子発現プロファイルを持つヘテロ細胞集団を生成する』に焦点を当て、正常ヒト甲状腺濾胞由来培養細胞を用いて、最新のシングルセル解析技術の進展を踏まえ、放射線照射生存細胞において、シングルセルRNAシーケンス（scRNA-seq）を実施し、遺伝子発現プロファイルをもとにしたクラスタリングにより遺伝子発現擾乱を検証し、クローン進化につながるような発がん関連遺伝子発現の事実を立証することを目的とした。令和4年度には、正常ヒト甲状腺濾胞細胞に、6 Gyのγ線（137Cs由来、線量率：1 Gy/分）を照射し、10^3から10^4個の細胞を、10x Genomics社製のChromium Controllerを用いたシングルセルドロップレットを調整するための細胞として準備した。GEM（Gel bead-in-emulsion）内に封入されたシングルセルには、同じGEM内に包含される分子バーコードが提供されるが、最適のGEMを作成するための条件の決定を試みた。

众所周知，辐射暴露是癌症的触发因素，但整个分子机制仍然揭示。辐射照射基因组效应的最大特征是通过生产DNA双链切割来诱导基因组丧失。特别是，几个MB的大基因组损失与高阶基因组结构显着不同，因此它们作为潜在的不稳定染色体传播到后代细胞，并且与延迟的基因组不稳定性有关。因此，在这项研究中，“由于辐射损失而引起的随机基因组高阶结构改变了细胞核中的染色质状态，干扰了基因表达控制，并具有具有莫名其妙的基因表达谱的异性细胞组。它是生成并提出了一个假设，即这是增殖性克隆进化的驱动力。使用正常的人类甲状腺发作的细胞，在辐射 - 辐射生存细胞中实现单个细胞RNA序列（SCRNA-SEQ），并且目的是通过聚类来验证基因表达干扰证明可能导致克隆进化的癌症相关基因的指标。在第4财年的第4年中，正常的人类甲状腺皮细胞辐照了6Gyγ -ray（137C的起源：1 Gy/min），而10^3至10^4细胞是10x基因组学使用铬控制器的液滴作为用于调节的单元格。包含在GEM中的单细胞（凝胶珠乳胶）提供了包含在同一GEM中的分子条形码，但试图确定创建最佳宝石的条件。