共同研究・競争的資金等の研究課題

臨床,基礎の両面から重粒子線治療の個別最適化と発展を目指した研究を行った.臨床的研究では局所進行悪性骨及び軟部組織腫瘍に対する重粒子線治療の重要なリスク臓器での皮膚に与える影響を解析した.治療後の急性皮膚反応の重症度と皮膚線量パラメーターとの相関関係を評価し,皮膚炎グレードと最大線量(Dmax),線源標的腫瘍間距離(STD)及び40Gy(RBE)が照射された面積(S40)が急性期皮膚反応の予測因子であることを明らかにした.基礎的研究では,抗腫瘍免疫反応の中心的役割を担う分子PD-L1の発現がDNA二重鎖切断により誘導される分子機構を初めて解明しNature Communicationに発表した

昨年度に引き続き、糖及び脂肪酸添加によるβ細胞の機能疲弊及び分化転換のin vitro培養モデルを用いて、下記に示す科学的知見(トランス クリプトーム及びより詳細な細胞機能)の収集を、急性毒性(数日レベル)、慢性毒性(数週間レベル)の観点から実施した 実績1 トランスクリプトーム解析）昨年度得られた急性もしくは慢性の過栄養ストレス条件下で培養した膵β細胞株MIN6-c4のトランスクリプトーム解析の結果に関して、種々の条件で主成分分析を行い、急性あるいは慢性過栄養ストレス選択的に発現変動する遺伝子の抽出が可能か検討した。その結果、網羅的遺伝子解析結果を対象とする主成分分析では、基本的には、急性と慢性応答で類似した変動をする遺伝子が抽出されてくることが多く、何らかの「フィルター」を設定した上で、主成分分析を行う必要があることが示唆された。 実績2 昨年度確立したATP/ADPレベルアッセイを行った結果、急性の過栄養ストレス負荷と慢性の過栄養ストレスの負荷で、可逆性あるいは可塑性の観点から応答性が異なる可能性を示唆するデータを得た。

放射線照射によって生じるDNA二本鎖切断（DSB）は細胞の運命を左右する重篤なDNA損傷の一つである。申請者はDSB修復経路選択性の研究を行う中で、G2期細胞ではNHEJが修復の第一経路であり、NHEJが停滞・遅延した場合に、CtIP/MRE11依存的にHRへと移行することを報告してきた（Shibata, EMBO, 2011; Shibata, MolCell, 2014）。一方、他グループの研究から、転写活性領域に生じたDSBはHRにより優先的に修復されることが示されているAymard, NSMB, 2014)。そこで本研究では、転写活性領域に生じたDSBがどのような分子機構を経てHRの開始を導くかを明らかにすることを目的とする。本研究では、転写と共役したHR開始に必要な分子メカニズムの解明を目的とし、申請者がこれまでに発見した転写と連携する新規HR候補因子について、１）DNA損傷部位へのリクルート、２）DNA損傷依存的DNARNAハイブリッドの生成、３）DNA end resectionの過程における分子メカニズムを解析している。これまでの研究により、東京大学・安原崇哲助教との共同研究によって見出された転写共役型HR促進因子であるRAD52/XPGが、G2期細胞における転写共役型DSB修復に関わることを明らかにした（Yasuhara et al.& Shibata, Cell, 2018 *co-corresponding author）。G2期における転写共役型修復を解析する一方で、G1期細胞における役割についても研究の幅を広げ、本研究課題を発展させている。G1期では特にRAP80が転写共役型のDSB修復機構において重要な役割を果たすことを見出しており、現在その分子機構の解析を行っている。

放射線照射後の突然変異の中でも染色体転座は最も重篤な変異であるが、その検出は染色体実験に関する熟練した技術が必要であり、その技術を臨床現場に広く普及させることは極めて困難である。本研究では部位特異的制限酵素I-PpoIを用いて、迅速かつ簡便な転座検出法の開発を目指した。タモキシフェン誘導体4-OHTによりI-PPoIを誘導するHT1080細胞を用いて、rDNA部位およびDAB1遺伝子間での染色体転座をPCRにより検出することを試みたが、明らかな増幅は認められなかった。その他の実験結果を合わせた総合的解釈として、転座検出のためにはより高い効率でI-PpoI部位を切断する必要があると考えられた。