酸化ストレスを誘導する遺伝毒性物質の低用量における量反応関係の解析（平成 24年度）
Low dose-response analysis of oxidative stress inducing genotoxic substance

研究概要

臭素酸カリウム等の酸化ストレスを誘導する化学物質をモデル化合物として用い、弱い遺伝毒性発がん物質の低用量での「用量−発がん率」の量反応関係、および「用量と標的臓器で発生する突然変異」の量反応関係から実質的閾値の有無を解析する。さらに、酸化DNA損傷の代表である8-oxoGの生成や除去・修復に関与する遺伝子のノックアウト・マウスやヒト培養細胞を用い、閾値の形成機序の解明を目指す。

研究の性格

• 主たるもの：応用科学研究
• 従たるもの：行政支援調査・研究

全体計画

本研究では、8-oxoG生成量を規定あるいはその影響を減弱する代表的な因子（Nrf2, Mutyh, Pol zeta）の機能欠損条件下で、低用量での想定される発がん性や突然変異発生の感受性を増大させて実質的閾値形成とその機序を解析する。具体的には、ノックアウトマウスで臭素酸カリウム等の酸化ストレス誘導剤の投与により高頻度に誘発される消化管の腫瘍が、どのくらいの低用量域まで検出され、野生型マウスに比べて腫瘍発生の実質的閾値がどの程度低下するかを明らかにする。さらに、ノックアウトマウスから作出したin vivo試験系を用いて、実質的閾値あるいはそれ以下の用量で誘発された突然変異のスペクトラム等を詳細に解析する。また、ラットの場合と異なり、マウスで腎臓腫瘍の発生を示す知見は少ないが、本研究では、腎臓の突然変異頻度の解析と病理学的変化の観察を実施し、標的臓器としてマウスの腎臓を用いて閾値の有無を解析できるかどうかを検討する。また、Pol zeta遺伝子の機能変異細胞を用いて、酸化ストレスを誘導する化学物質に対して感受性がどの程度増大するか明らかにする。

今年度の研究概要

１）Nrf2ノックアウトマウスを用いた酸化ストレス誘導剤への感受性と低用量での量反応関係の解析として、低用量域の臭素酸カリウム飲水投与によるNrf2遺伝子欠損マウスでの発がん解析と突然変異解析を行う。
２）Mutyhノックアウトマウスを用いた低用量での量反応関係の解析として、低用量域の臭素酸カリウム飲水投与によるMutyh遺伝子欠損マウスでの発がん解析を行う。
３）Pol zeta機能変異細胞を用いた化学物質への感受性の解析として、DNAポリメラーゼζを遺伝的に改変したヒト細胞を用いた酸化ストレス誘導剤誘発突然変異と染色体異常に関する閾値の解析を行う。

外部との連携

九州大学と国立医薬品食品衛生研究所との共同研究

備考

備考：　九州大学・国立医薬品食品衛生研究所との共同研究