著者

渡邉 正己

出版者

日本保健物理学会

雑誌

保健物理 (ISSN:03676110)

巻号頁・発行日

vol.47, no.2, pp.118-123, 2012 (Released:2012-12-07)

参考文献数

15

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It has been believed that the first target of radiation carcinogenesis is DNA. However, this is not proved for radiation carcinogenesis yet. We discovered that frequency of aneuploid cell was closely related to that of radiation-induced cell transformation and natural cell transformation by high-density cultivation, but gene mutation was not. Cell with p53 gene becomes tetraploid, but does not get tumorigenicity. On the other hand, cells without p53 gene function become a triploid easily, and acquire tumorigenicity. Both radiation exposure and high-density cultivation elevated the level of intracellular oxidative radicals. These radicals induced centrosome destabilization and produced cells carrying extra centrosome, which promote merotelic attachment of chromosome by altering spindle geometry. Unresolved merotelic attachments can give rise to lagging chromosomes at anaphase. Aneuploidy was seen in high frequency in early process of cell transformation. These results strongly suggest that a main target of carcinogenesis by low dose radiation is not DNA, but is centrosome, which are the proteins to constitute chromosomal homeostasis maintenance mechanism. In addition, this route may be the same as that of natural carcinogenesis. These serial results support necessity of a review of a LNT hypothesis at a radioprotective point of view.

著者

鈴木 啓司 児玉 靖司 渡邉 正己

出版者

日本環境変異原学会

雑誌

環境変異原研究 (ISSN:09100865)

巻号頁・発行日

vol.27, no.2, pp.111-115, 2005 (Released:2005-12-26)

参考文献数

29

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Ionizing radiation induces genomic instability, which is transmitted through many generations after irradiation in the progeny of surviving cells. We have hypothesized that radiation-induced large deletion causes potentially unstable chromosome regions, which are involved in delayed induction of radiation-induced genomic instability. Using phosphorylation-specific antibodies against ATM and histone H2AX, whose phosphorylation is induced by DNA double strand breaks, we detected delayed induction of phosphorylated ATM and H2AX foci in the progeny of X-ray-surviving cells, which indicated delayed induction of DNA double strand breaks. Furthermore, we found delayed chromosomal instability in X chromosomes in clones which contain large deletion involving the HPRT loci. It is suggested that large deletion involving —Mb region causes unstable chromatin structure, and it results in delayed rearrangement of chromosomes involved. These findings provide the possibility that manifestation of radiation-induced genomic instability results from delayed DNA breaks, i.e., the breaks lead to delayed chromosome rearrangements, delayed cell death etc., many generations after irradiation.

著者

渡邉 正己

出版者

公益社団法人 日本アイソトープ協会

雑誌

RADIOISOTOPES (ISSN:00338303)

巻号頁・発行日

vol.46, no.8, pp.597-599, 1997-08-15 (Released:2010-07-21)

参考文献数

10

著者

熊谷 純 見置 高士 菓子野 元郎 渡邉 正己

出版者

一般社団法人 日本放射線影響学会

雑誌

日本放射線影響学会大会講演要旨集 日本放射線影響学会第54回大会

巻号頁・発行日

pp.26, 2011 (Released:2011-12-20)

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ビタミンCの反応性については、G.R. Buettner等が詳しく研究している。L-アスコルビン酸(AscH2)のフラン環の2つのOH基はpKaが4.1と 11.8であるため,弱アルカリ性の生体内では1つのプロトンが解離してL-アスコルビン酸アニオン(AscH–)の形で存在している。脂溶性抗酸化剤として知られるビタミンE(α-トコフェロール)は,酸化脂質を還元する一方で自身は酸化されてα-トコフェロールラジカルとなり、その性質はわずかに酸化剤の性質を持つようになるが,AscH–はα-トコフェロールラジカルを還元してα-トコフェロールへと戻す役割を果たす。その際,AscH–は水素原子(あるいは電子とプロトン)をα-トコフェロールラジカルに渡してアスコルビン酸ラジカルアニオン(Asc・–)となる。Asc・–は不対電子が3つのケトンを含むπ共役系にあるため、その還元力は低く酸素を還元してsuper oxideを生成することはない。さらに、Asc・–は不均化反応でAscH–とフラン環の2つのOH基がジケトンになったDHAとなり、AscH–が回収される。DHAは生体内においてGSHとの酵素反応によってAscH–へと還元される。我々は放射線照射や培地移動放射線バイスタンダー効果によってハムスター細胞内に生成する長寿命ラジカルをESRで直接観測し、ビタミンCを照射後あるいは培地移動時に加えると突然変異を抑制し、長寿命ラジカルの生成も抑えられることを報告してきた。照射された細胞中に生成する長寿命ラジカルは、ビタミンCまたはN-アセチルシステイン(NAC)のどちらでも消去できたが、培地移動バイスタンダー効果によってレシピエント細胞中に生成するそれは、ビタミンCしか消去能がなかった。培地に加えられたビタミンCまたはNACは細胞質に取り込まれる。照射細胞に生成した長寿命ラジカルは細胞質に生成していると推測される。一方、培地移動バイスタンダー効果によってレシピエント細胞に生成する長寿命ラジカルは、ビタミンCを取り込む機能を有する膜タンパク(例えば、ミトコンドリアではDHAを取り込む働きのあるGLUT-1が知られている)をもつ細胞小器官に生成しているものと推測される。本結果は、長寿命ラジカルが関わるバイスタンダー効果の突然変異誘発機構を探る上でも重要な結果である。

著者

鈴木 啓司 児玉 靖司 渡邉 正己

出版者

公益社団法人 日本薬学会

雑誌

YAKUGAKU ZASSHI (ISSN:00316903)

巻号頁・発行日

vol.126, no.10, pp.859-867, 2006-10-01 (Released:2006-10-01)

参考文献数

48

被引用文献数

6 6

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Accumulated evidence has shown that exposure to low-dose radiation, especially doses less than 0.1 Gy, induces observable effects on mammalian cells. However, the underlying molecular mechanisms have not yet been clarified. Recently, it has been shown that low-dose radiation stimulates growth factor receptor, which results in a sequential activation of the mitogen-activated protein kinase pathway. In addition to the activation of the membrane-bound pathways, it is becoming evident that nuclear pathways are also activated by low-dose radiation. Ionizing radiation has detrimental effects on chromatin structure, since radiation-induced DNA double-strand breaks result in discontinuity of nucleosomes. Recently, it has been shown that ATM protein, the product of the ATM gene mutated in ataxia-telangiectasia, recognizes alteration in the chromatin structure, and it is activated through intermolecular autophosphorylation at serine 1981. Using antibodies against phosphorylated ATM, we found that the activated and phosphorylated ATM protein is detected as discrete foci in the nucleus between doses of 10 mGy and 1 Gy. Interestingly, the size of the foci induced by low-dose radiation was equivalent to the foci induced by high-dose radiation. These results indicate that the initial signal is amplified through foci growth, and cells evolve a system by which they can respond to a small number of DNA double-strand breaks. From these results, it can be concluded that low-dose radiation is sensed both in the membrane and in the nucleus, and activation of multiple signal transduction pathways could be involved in manifestations of low-dose effects.

著者

渡邉 正己 児玉 靖司 鈴木 啓司

出版者

長崎大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2001

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我々は、これまでにX線あるいはγ線照射された哺乳類細胞に室温で20時間程度の寿命を持つ超寿命ラジカル(LLR ; Long Lived Radical)が生ずることをESRによるラジカル解析によって発見した。さらに、LLRは、放射線被曝後数十分から数十時間後に5mM程度のビタミンCで2時間処理することによって完全に消失することがわかった。活性の高いOHやO_2^-ラジカルの革命は200ナノ秒以下であるので、ビタミンC処理で捕捉されるラジカルは、LLRであると考えられる。LLRの消失に伴って細胞突然変異や細胞がん化誘導は抑制されるが、染色体異常や細胞死誘導を抑制することは出来ない。システアミンやDMSO処理でOHやO_2^-ラジカルを消去することで細胞死や染色体異常誘導を抑制することができるが、細胞突然変異や細胞がん化誘導を抑制することはできない。これらのことから、我々は、LLRこそが放射線による細胞の突然変異と細胞がん化の主因であると結論している。さらに、電子スピン共鳴解析法による解析から、LLRは、細胞内の疎水性のバイオポリマー部位で、恐らくDNAや脂質でなく、システインなどのスルフィニル基に年じていることなどが明らかになった。これら一連の結果は、これまで放射線生物学的に信じられてきた"放射線突然変異や発がんの原因は活性が高い酸素ラジカル種(ROS)がDNAや染色体を破壊することである"という予想を覆すものであり、ヒトにおける突然変異や発がんがタンパク質に生じた変異を起源とするという極めて新しく放射線の遺伝影響の本体を知るために極めて重要な知見である。

著者

菓子野 元郎 漆原 あゆみ 児玉 靖司 小林 純也 劉 勇 鈴木 実 増永 慎一郎 木梨 友子 渡邉 正己 小野 公二

出版者

一般社団法人 日本放射線影響学会

雑誌

日本放射線影響学会大会講演要旨集 日本放射線影響学会第51回大会

巻号頁・発行日

pp.209, 2008 (Released:2008-10-15)

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我々は、DMSOによる放射線防護効果が、放射線による間接作用の抑制ではなく、DNA-PK依存的なDNA二重鎖切断修復の活性化によりもたらされているという仮説の検証を行った。細胞は、マウス由来細胞のCB09、及びそのDNA-PKcsを欠損するSD01を用いた。DMSOの濃度は、1時間処理しても細胞毒性がなく、放射線防護効果が大きく現れる2% (256 mM)とした。DMSO処理のタイミングは、照射前から1時間とし、照射直後にDMSOを除いた。放射線防護効果については、コロニー形成法による生存率試験及び微小核試験法を用いて調べた。DMSO処理細胞により放射線防護効果が現れることが、CB09細胞の生存率試験により分かった。微小核試験においても、同処理により、微小核保持細胞頻度が有意に抑制された。これに対して、DNA-PKcs欠損細胞(SD01)では、同処理による放射線防護効果がほとんど見られなかった。DNA-PKの有無がDMSOによる防護効果の機構に関わる可能性が考えられるので、照射15分後から2時間後までDNA二重鎖切断修復の効率を解析した。その結果、DNA二重鎖切断部位を反映すると考えられる53BP1のフォーカスの数は、照射15分後ではDMSO処理により約10%減っていた。これに対し、照射2時間後ではDMSO処理により約30%のフォーカス数の減少が見られ、照射15分後よりも2時間後に残存するDNA二重鎖切断の方が、DMSO処理により大きく軽減されることが分かった。これらの結果は、放射線照射により誘発されたDNA二重鎖切断生成がDMSOにより抑制されるわけではなく、照射直後からスタートするDNA-PKcsに依存したDNA二重鎖切断修復機構がDMSOの照射前処理により効率よく行われている可能性を示唆している。

著者

菓子野 元郎 鈴木 実 木梨 友子 増永 慎一郎 小野 公二 渡邉 正己

出版者

一般社団法人 日本放射線影響学会

雑誌

日本放射線影響学会大会講演要旨集 日本放射線影響学会第50回大会

巻号頁・発行日

pp.231, 2007 (Released:2007-10-20)

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放射線照射された細胞では、活性酸素種などの短寿命ラジカルが大量に生成し、それらがDNA損傷をはじめとする様々な障害を誘発すると考えられている。DMSOは、照射に伴い生成するヒドロキシラジカルを軽減させ、放射線防護効果を示すと理解されているが、DMSOの作用は多岐に渡るので、DMSO処理細胞が如何にして放射線防護作用を示すのかは、依然、不明な点が多く残されている。そこで我々は、細胞毒性と酸化ストレス抑制作用をほとんど示さない0.5% DMSOで処理された細胞の放射線防護効果について検討を行った。その結果、0.5%DMSOで処理されたCHO細胞は、放射線により誘発する微小核生成が抑制され、生存率の上昇が見られた。しかし、興味深いことに、Ku80を欠損し非相同末端結合能に異常を持ち放射線高感受性を示すxrs5細胞では、同様のDMSO処理により放射線防護効果が見られなかった。DNA-PKcs欠損マウス(Scid)細胞でも、DMSO処理による防護効果は見られなかった。このことは、DMSOによる放射線防護効果が、DNA二重鎖切断修復機構と関連していることを示唆している。さらに、DNA二重鎖切断部位を反映すると考えられる53BP1のフォーカス形成を調べたところ、照射15分後における53BP1フォーカス数は、0.5%DMSO処理細胞と未処理細胞で変わらなかった。一方、照射1時間後から2時間後にかけて、DSBの修復に伴う53BP1フォーカスの消失が見られたが、0.5%DMSO処理細胞の方が未処理細胞に比べ、その消失速度が早いことがわかった。これらの結果は、DMSOによる放射線防護効果が細胞内活性酸素種の軽減効果に起因するものではなく、非相同末端結合修復をはじめとするDNA二重鎖切断修復機能の活性化に起因している可能性を示唆する。

著者

清田 恭平 吉居 華子 田野 恵三 大津山 彰 法村 俊之 渡邉 正己

出版者

Journal of Radiation Research 編集委員会

雑誌

日本放射線影響学会大会講演要旨集

巻号頁・発行日

vol.2007, pp.36, 2007

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p53遺伝子の機能は、ゲノム守護神として、DNA損傷時の細胞周期進行制御やアポトーシス誘導を制御し細胞ががん化する過程を抑制すると考えられているががん化への関与は明確でない。そこで、p53遺伝子欠失と細胞がん化の過程における様々ながん形質の発現動態を調べた。本研究では、p53遺伝子正常(p53<SUP>+/+</SUP>)及びノックアウト(p53<SUP>-/-</SUP>)のC57B系マウス胎児由来細胞を用いた。T75フラスコに10<SUP>6</SUP>細胞を植え込み5日毎に継代培養すると、p53遺伝子機能やX線照射の有無に関わらず、すべての細胞が自然に無限増殖能を獲得し不死化するが、p53<SUP>-/-</SUP>細胞だけが造腫瘍性を示すことが判った。このことは、p53機能が細胞の腫瘍化に密接に関連していることを示唆する。そこで、X線照射したp53<SUP>-/-</SUP>細胞におけるがん形質の発現動態を調べた。その結果、p53<SUP>+/+</SUP>細胞では、被ばくの有無にかかわらず継代初期から染色体の四倍体化が生じ、非照射細胞では40~41継代培養(P40~41)時に60%に達し安定して維持された。照射されたp53<SUP>+/+</SUP>細胞では四倍体化ののち三倍体化が起こり、その頻度は、P40~41に30%に達した。一方、p53<SUP>-/-</SUP>細胞では、照射の有無にかかわらず三倍体化が顕著で照射の有無に関わらず50~60%に達した。そこで、30継代時及び90継代時の細胞をヌードマウスに移植すると、p53<SUP>-/-</SUP>細胞は、すべて造腫瘍性を獲得したが、p53<SUP>+/+</SUP>細胞は、全く腫瘍を形成しなかった。生じた腫瘍由来細胞も移植前の細胞と同様に三倍体であることが分かった。これらの結果から、(1)染色体の三倍体化が細胞の腫瘍化に密接に関係し、p53機能は、(2)染色体の三倍体化を抑制することによって細胞の腫瘍化を抑制することが示唆された。

著者

渡邉 正己

出版者

一般社団法人 日本放射線影響学会

雑誌

日本放射線影響学会大会講演要旨集 日本放射線影響学会第49回大会

巻号頁・発行日

pp.65, 2006 (Released:2007-03-13)

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放射線による細胞がん化の第一標的は、DNAであると信じられてきた。しかし、そのことを直接的に証明する結果はない。我々は、これまでシリアンハムスター(SHE)細胞を用いた細胞がん化実験系を用いて放射線による細胞がん化誘導機構を追跡し、グレイあたりの細胞がん化頻度が平均的な体細胞突然変異頻度の500~1,000倍高いことを報告してきた。このことは、細胞がん化が複数の突然変異の集積で生ずるという“多段階突然変異説”と矛盾するものである。 我々は、この矛盾を解決するためにSHE細胞を用いて細胞がん化に関連する細胞内標的を探索したが、その結果、高密度培養や放射線被ばくによって細胞内酸化度が昂進し、それに伴ってセントロメアあるいはセントロゾームの構造異常を生じることがわかった。それらの細胞集団では、染色体構造異常は起こらないが染色体異数化が高頻度に見られる。 これらの結果は、放射線による細胞がん化の主たる標的はDNAではなく、セントロメアあるいはセントロゾームなどの染色体安定性維持機構を構成するタンパク質である可能性を示唆している。

著者

大西 武雄 小松 賢志 丹羽 太貫 内海 博司 渡邉 正己 法村 俊之

出版者

奈良県立医科大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2000

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(1)センサー・緩照射は、NOを介したバイスタンダー効果により蓄積誘導された正常型p53の衰退を促進し、このp53の衰退促進はHdm2による分解促進であることが示唆された。(福井医大・松本)・低線量放射線照射により誘発されたDNA二重鎖切断の認識は、NBS1がはじめに損傷部位のヒストンを認識してヌクレアーゼを損傷部位にリクルートして、次にヌクレアーゼが損傷DNAに結合する二段階機構が明らかになった。(広大・小松)(2)情報伝達・あらかじめの低線量放射線の線量と、次の致死線量の被曝までのインターバルがマウス個体における適応応答に重要であることを明らかにした。(奈良医大・大西)・極低線量の放射線は細胞核由来の情報伝達経路は活性化せず細胞膜由来のERK1/2を経由する細胞内シグナル伝達系を活性化し、ヒストンH3のリン酸化を起こすことがわかった。(長崎大・渡辺)(3)適応を含む機能発現・放射線高感受性のマウス胸腺リンパ腫由来3SB細胞は、低線量照射後短時間の内にアポトーシスで死滅するが、線量率効果が見られなかった。(広大・鈴木)・低線量率照射での生存率上昇は、KU70欠損では観察されず、RAD54及びATM欠損細胞では観察され、低線量率照射回復は相同組換えではなく非相同組換えが主要な経路であることを明らかにした。(京大・内海)・p53依存性アポトーシスを介した組織修復機構がDNA修復機構と協調して働けば、低線量(率)放射線による少々の遺伝子損傷は効率的に排除され、その蓄積は起こらないことを明らかにした。(産業医大・法村)・低線量放射線により誘発される突然変異の質は、生殖腺細胞では欠失型変異の誘発が少なく、体細胞組織とは異なるDNA修復機構をもっていることが示唆された。(東北大・小野)・低線量放射線照射した精子のDNA損傷は遅延的に体細胞突然変異を誘発した。(京大・丹羽)

著者

渡邉 正己

出版者

日本保健物理学会

雑誌

保健物理 (ISSN:03676110)

巻号頁・発行日

vol.47, no.2, pp.77-77, 2012 (Released:2012-12-07)

著者

鈴木 啓司 児玉 靖司 渡邉 正己

出版者

日本環境変異原学会

雑誌

環境変異原研究 (ISSN:09100865)

巻号頁・発行日

vol.27, no.2, pp.111-115, 2005-07-31

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Ionizing radiation induces genomic instability, which is transmitted through many generations after irradiation in the progeny of surviving cells. We have hypothesized that radiation-induced large deletion causes potentially unstable chromosome regions, which are involved in delayed induction of radiation-induced genomic instability. Using phosphorylation-specific antibodies against ATM and histone H2AX, whose phosphorylation is induced by DNA double strand breaks, we detected delayed induction of phosphorylated ATM and H2AX foci in the progeny of X-ray-surviving cells, which indicated delayed induction of DNA double strand breaks. Furthermore, we found delayed chromosomal instability in X chromosomes in clones which contain large deletion involving the HPRT loci. It is suggested that large deletion involving ~Mb region causes unstable chromatin structure, and it results in delayed rearrangement of chromosomes involved. These findings provide the possibility that manifestation of radiation-induced genomic instability results from delayed DNA breaks, i.e., the breaks lead to delayed chromosome rearrangements, delayed cell death etc., many generations after irradiation.