東京医療保健大学紀要

原 著

第7巻

第1号

2013. 3. 1

出芽酵母における過酸化脂質分解物から誘発される
遺伝子突然変異に関する研究
The major lipid peroxidation product, 4-hydroxy-2-nonenal induces mutations in Saccharomyces cerevisiae.

和田真実

清水雅富

細田明美

ピーター・グルーズ

Mami WADA,

Masatomi SHIMIZU,

Akemi HOSODA,

Petr GRÚZ,碓井之雄
Yukio USUI

〈 原著論文 〉

出芽酵母における過酸化脂質分解物から誘発される
遺伝子突然変異に関する研究

The major lipid peroxidation product, 4-hydroxy-2-nonenal induces mutations in Saccharomyces cerevisiae.

和田真実

清水雅富

1

1

Mami WADA ,

1

細田明美

1

ピーター・グルーズ

1

東京医療保健大学 医療保健学部 医療栄養学科

2

国立医薬品食品衛生研究所 変異遺伝部 第二室
1

1

Masatomi SHIMIZU ,Akemi HOSODA ,

2

碓井之雄

2

Yukio USUIPetr GRÚZ ,

1

1

1

Division of Medical Nutrition, Tokyo Healthcare University, Tokyo, Japan

2

Division of Genetics and Mutagenesis, National Institute of Health Sciences, Tokyo, Japan要

旨：不飽和脂肪酸から誘導される過酸化脂質は、細胞内の DNA に直接作用し、DNA 損傷
を生じることが報告されている。そこで本研究では、出芽酵母の S. cerevisiae 7B 株を用いて、n-6 系不飽和脂肪酸から誘導される過酸化脂質分解物である 4-HNE、4-ONE が、遺伝子突然変異誘発能を有するかスクリーニング試験を行った。その結果、4-HNE において、カナバニン耐性を指標とした遺伝毒性試験では濃度依存的に突然変異頻度が増加し、0.0075 mg/mL 処理において約 31.8 倍増加した。また 4-HNE における、7B 株中のCAN1 遺伝子座で生じる突然変異のシークエンス解析の結果、G：C → T：A へのトラ
ンスバージョン型変異が 44% と最も多かった。
しかし、4-ONE においては、遺伝子突然変異の誘発は見られなかった。これらの結果
から、7B 株において 4-HNE は、突然変異誘発物質であることが示唆された。
キーワード：過酸化脂質、4- ヒドロキシ 2- ノネナール、4- オキソ 2- ノネナール、DNA 損傷、突然変異
Keywords：lipid peroxide (LPO),

4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE),

4-oxo-2-nonenal (4-ONE),

受付：2012 年 3 月 30 日

DNA damage,

mutation

受理：2012 年 9 月 20 日

事、運動、ストレス）によってもたらされると考えらはじめにれている。そのリスクファクターの 1 つとして取り上

現在、我が国の平均寿命は男性 79.64 歳、女性 86.39

げられるのが、食品中の脂質である。脂質はヒトにと1）であり、世界でも有数の “ 長寿国 ” として知られてってエネルギー産生の主要な基質であるとともに、細いる。また、65 歳以上の高齢者人口は現在すでに 20%

胞膜の主要な構成成分、あるいは生理活性物質としてを超えており、2030 年には 30%、すなわち国民の 3 人も利用される重要な栄養素の 1 つである。脂質の供給に 1 人が高齢者という、世界のどの国も経験していな

は食事に起因しており、脂質の過剰摂取は、生活習慣歳

2）い高齢化社会を迎えることが予想されている 。加齢病をはじめとする多くの疾病を誘導する代名詞とされ自体は誰しも避けられないことではあるが、加齢に伴ている。しかし、脂質の摂取量が少な過ぎても多過ぎ

う老化症状の遅延や、老化に関連した疾病の予防に効ても健康に悪影響を及ぼす可能性があり、近年の日本

果的な対策は必要である。いつ、どのような要因が老人 40 ～ 69 歳男女を対象にしたコホート研究の結果で化やそれに関連する疾病、生活習慣病を誘導している

は、飽和脂肪酸の摂取量が少ない場合、脳出血罹患率かを同定できれば、効果的な予防法の開発につながるの増加が認められている ）。
3

我々が日常の食事から摂取する脂質の大半は脂肪酸と期待される。
老化や生活習慣病、日本人の三大死因（悪性新生物、である。脂肪酸は大きく分けて飽和脂肪酸（SFA）、心疾患、脳血管疾患）は、遺伝的素因と環境要因（食一 価 不 飽 和 脂 肪 酸（MUFA）、 多 価 不 飽 和 脂 肪 酸

̶ 25 ̶

東京医療保健大学 紀要

第1号

和田真実

2011 年（PUFA：n-6 系、n-3 系）に分類される。脂肪酸の中

3.

清水雅富

細田明美

ピーター ・グルーズ

碓井之雄

試験用培地

でも PUFA は酸化されやすく、特に生体内で生じる活試験菌株の培養には YPD 溶液（ 1% yeast extract,

性酸素（Reactive oxygen species：ROS）により酸化1% Bacto peptone, 2% dextrose）を用い、生存率検出され、過酸化脂質を生じる。さらに、代謝、還元、分用の培地として、YPD 溶液に Agar を 20 g/L 加えて作解などの過程において、DNA に付加しやすい生成物

成した YPD 培地を用いた。

質であるアクロレイン（acrolein）、マロンジアルデヒ

突 然 変 異 検 出 用 培 地 と し て、 下 記 の 栄 養 源 に カド（MDA）、4- ヒドロキシ 2- ノネナール（ 4-hydroxy-

ナバニンを含む寒天平板培地を用いた。栄養源は、

2-nonenal：4-HNE）、4- オキソ 2- ノネナール（ 4-oxo-2-

0.67% yeast nitrogen w/o amino acid ; 2% dextrose

nonenal：4-ONE）などが生成される。これらは、DNA; 0.04 mg/L L-arginine ; 1 mg/L L-aspartic acid ; 10と反応することで DNA 損傷を引き起こし、突然変異

mg/L adenine ; 20 mg/L L-histidine, L-methionine,

や老化、悪性新生物のイニシエーションを誘発する可L-isoleucine, urasil ; 50 mg/L L-threonine, L-luecine,能性があることが報告されている ）。脂肪酸の種類のL-lysine, L-phenylalanine, L-tryptophan を用い、そこ違いから、代謝や生成される多種類の過酸化脂質が生に Agar 20 g/L 及 び 60 mg/L L-canavanine を 加 え て体にどのような影響を及ぼしているか明確になれば、

使用した。

4

脂質摂取における新しい選択肢が広がり栄養学的にも新しい知見になると考えられる。

全ての実験における水は、超純水製造器（Gradient
A10 Milli-Q®）で作成した超純水を用いた。

そ こ で 本 研 究 で は、 出 芽 酵 母 の Saccharomyces

cerevisiae （S. cerevisiae ）をテスター用に改良した株

4.

遺伝毒性試験

である S. cerevisiae 7B 株を用いて、脂質から誘導され試験菌株の前培養は、YPD 培地に培養しておいた

る過酸化脂質分解物である 4-HNE と 4-ONE からの、遺単一コロニーを 10 mL の YPD 溶液に加え、28℃、150

伝子突然変異誘発能のスクリーニングを行うことを目rpm 前後で 48 時間振とう培養した後、保存菌株 70mL的とした。

を 10 mL の YPD 溶液に植菌し、28℃、150 rpm 前後で
4 時間振とう培養した。

方
1.

本試験では、10 mL の YPD 溶液が入った三角フラス法

コに、4-HNE 処理として 0.0005、0.001、0.0025、0.005、

過酸化脂質分解物

0.0075、0.01、0.025、0.05 mg/mL、4-ONE 処理として本研究で使用した過酸化脂質分解物である

0.001、0.025、0.05 mg/mL の濃度になるように加えた

4-hydroxy-2-nonenal（ 4-HNE）は CALBIOCHEM 社か後、前培養した試験菌株の培養液を 0.1 mL ずつ加え、ら、4-oxo-2-nonenal（ 4-ONE）は Cayman Chemical 社

28℃、150 rpm 前後で 24 時間振とう培養した。また、から購入した（Fig. 1 ）。

コントロールとして、過酸化脂質分解物の溶媒である
エタノールを用いて同様の実験を行った。培養後、培養液をγ線滅菌済み遠心チューブに移し、4℃、1000 ×g で 10 分間遠心分離にて菌体を回収した後、150 mM
リン酸カリウム緩衝液（pH7.0 ）を 5 mL 加え懸濁した。懸濁液をカナバニン含有突然変異検出用培地に

Fig.1

0.2 mL 塗布し、28℃のインキュベーター内で 3 日間培

Chemical structures of 4-HNE and 4-ONE.

養した。また、生存率への影響を見るために、同様の懸濁液を 150 mM リン酸カリウム緩衝液（pH7.0 ）にて
2.

試験菌株

105 倍希釈した後、YPD 培地に 0.1 mL 塗布し、28℃の

試 験 菌 株 と し て 本 研 究 で は、 出 芽 酵 母 の S.

インキュベーター内で 2 日間培養した。培養後、各培

cerevisiae 7B 株（ MATa CAN1 his7-2 leu2-3,112

地に生育したコロニーを数え、生存率と突然変異頻度

ura3- Δ trp1-289 ade2-1 lys2-B12 ） を 用 い た。 本 試を算出し、遺伝毒性評価を行った。CAN1 遺伝子変異

験菌株を用いてカナバニン耐性を指標にすることで、体頻度は、CAN1 遺伝子変異体数を生菌数で除して算CAN1 遺伝子座で起こる塩基置換、フレームシフト、出した。また、すべての測定値について平均値と標準欠失などの突然変異を検出することができる。

偏差を求めた。

̶ 26 ̶

5. CAN1 遺伝子変異のスペクトラム解析

として、過酸化脂質分解物の溶媒であるエタノー
ルを用いて同様の実験を行った。培養後、培養液

カナバニン含有突然変異検出用培地に生育したを線滅菌済み遠心チューブに移し、4℃、1000×g

カナバニン耐性コロニーを CAN1 遺伝子変異体候で 10 分間遠心分離にて菌体を回収した後、150補コロニーとし、変異スペクトラムを分析するた

mM リン酸カリウム緩衝液 (pH7.0) を 5 mL 加

めにシークエンス解析を行った。Colony direct

東京医療保健大学 紀要

PCR にて 2 種類の PCR 用プライマーを用いえ懸濁した。懸濁液をカナバニン含有突然変異検
出芽酵母における過酸化脂質分解物から誘発される遺伝子突然変異に関する研究
第 1 号 2011 年

4 時間振とう培養した。

の YPD 溶液が入った三角理として 0.0005、0.001、.01、
0.025、
0.05 mg/mL、

1、0.025、0.05 mg/mL のた後、前培養した試験菌株(Table 1)、CAN1 遺伝子を含む DNA 断片を増幅

出用培地に 0.2 mL 塗布し、28℃のインキュベー
Table 1

エンス解析を行った。Colony direct PCR にて 2 種類

Primers of PCR and Sequence analysis.

Table 1 3
Primersof PCR and Sequence analysis.5.
ター内で日間培養した。また、生存率への影響させた。
PCR 産物に ExoSAP-IT (GE Healthcare)の PCR 用プライマーを用い（Table 1 ）、CAN1 遺伝子を見るために、同様の懸濁液を 150 mM リン酸カを添加し、37℃で 15 分間、80℃で 15 分間反応さ

YPD
リウム緩衝液 (pH7.0) にて10-5 希釈した後、

CAN1 遺伝子のコード配列 1773 bps 内部、せた。

培地に 0.1 mL 塗布し、28℃のインキュベーター

及びその上流にシークエンス用プライマーを設定
CAN1 遺伝子のコード配列 1773
で 15 分間反応させた。

を含む DNA 断片を増幅させた。PCR 産物に ExoSAPIT（GE Healthcare）を添加し、37℃で 15 分間、80℃

内で 2 日間培養した。培養後、各培地に生育した

し1)、BigDye Terminater v1.1 Cycle
bps(Table
内部、及びその上流にシークエンス用プライマー

コロニーを数え、生存率と突然変異頻度を算出し、Sequencing
Kit (Life
Technologies)を用いて、サを設定し（Table
1 ）、BigDye
Terminaterv1.1 Cycle

した。また、コントロール

遺伝毒性評価を行った。CAN1 遺伝子変異体頻度

Sequencing Kit（Life Technologies）を用いて、サイク
イクルシークエンシング反応を行った。その後、解物の溶媒であるエタノー

は、
5.CAN1CAN1遺伝子変異体数を生菌数で除して算出
遺伝子変異のスペクトラム解析

ルシークエンシング反応を行った。その後、ABI3130
ABI3130
Genetic Analyzer (Applied Biosystems)

加え、28℃、150 rpm 前を行った。培養後、培養液

遺伝子変異のスペクトラム解析
5. CAN1
カナバニン含有突然変異検出用培地に生育したした。また、すべての測定値について平均値と標Genetic Analyzer（Applied Biosystems）によって塩
によって塩基配列を決定した。得られた配列変化

ーブに移し、4℃、1000×g

カナバニン耐性コロニーを CAN1 遺伝子変異体候準偏差を求めた。

のデータから変異スペクトルを作成した。各プラ菌体を回収した後、150

衝液 (pH7.0) を 5 mL 加

カナバニン含有突然変異検し、28℃のインキュベー

カナバニン含有突然変異検出用培地に生育したカナ

基配列を決定した。得られた配列変化のデータから変CAN1 遺伝子変異体候補コロ
バニン耐性コロニーを
補コロニーとし、変異スペクトラムを分析するたニーとし、変異スペクトラムを分析するためにシーク
めにシークエンス解析を行った。Colony direct

異スペクトルを作成した。各プライマーは、つくばオ

イマーは、つくばオリゴサービス株式会社に合成
リゴサービス株式会社に合成を依頼した。

を依頼した。

PCR にて 2 種類の PCR 用プライマーを用いTable
2 2S. cerevisiae
7B after
24 afterh 4-HNE
treatment
under growth
conditions.
Table
S. cerevisiae
7B
24orh4-ONE
4-HNE
or 4-ONEtreatment
under growth conditions.
(Table 1)、CAN1 遺伝子を含む DNA 断片を増幅た。また、生存率への影響させた。
PCR 産物に ExoSAP-IT (GE Healthcare)

懸濁液を 150 mM リン酸カを添加し、37℃で 15 分間、80℃で 15 分間反応さ

YPD
にて10-5 希釈した後、

CAN1 遺伝子のコード配列 1773 bps 内部、せた。

28℃のインキュベーター

及びその上流にシークエンス用プライマーを設定

培養後、各培地に生育した

し (Table 1)、BigDye Terminater v1.1 Cycle

と突然変異頻度を算出し、Sequencing Kit (Life Technologies) を用いて、サ。CAN1 遺伝子変異体頻度

イクルシークエンシング反応を行った。その後、
ABI3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems)



体数を生菌数で除して算出

測定値について平均値と標によって塩基配列を決定した。得られた配列変化

のデータから変異スペクトルを作成した。各プラ

イマーは、つくばオリゴサービス株式会社に合成を依頼した。
after 24 h 4-HNE or 4-ONE treatment under growth conditions.













3



2.

結 果

性への影響



4-HNE、4-ONE の S. cerevisiae 7B 株への影響
7B 株 に 4-HNE ま た は 4-ONE 処 理 を 行 っ た 結 果、
4-HNE においては、0.0005 mg/mL 処理で生存率が 126％と増加したが、その他の濃度においては、濃度依存
的に生存率が低下し増殖阻害が見られた（Table 2 ）。

4-ONE においては、4-HNE 同様濃度依存的に生存率が低下し、0.025 mg/mL 処理では生存率 0.07％、0.05

mg/mL 処理では 0.0001％と強い増殖阻害が見られた
（Table 2 ）。これらのことから、4-HNE、4-ONE ともに過酸化脂質分解物である 4-HNE や 4-ONE の酵母に

1.

37B 株に対して強い細胞毒性があり、特にそれは 4-ONE
で顕著であった。

4-HNE、
4-ONE の S. cerevisiae 7B 株に対する遺伝毒

対する遺伝毒性への研究報告はあまりない。そこで本研究では、7B 株に対する遺伝毒性試験を行った。その結果、4-HNE で 24 時間処理をすることで、突然変異頻度が、0.001 mg/mL 処理で約 5.3 倍、0.005 mg/mL 処理
で約 18.9 倍、0.0075 mg/mL 処理で約 31.8 倍と、濃度依存的に増加した。一方で、0.01、0.025、0.05 mg/mL と高濃度では突然変異頻度は減少し、細胞毒性が強くなる傾向が見られた（Table 2 ）。このことから、4-HNE
は出芽酵母に対し突然変異を誘発する物質であることが示唆された。また、4-ONE においては、今回の試験結果からは 7B 株に対する遺伝毒性への影響は見られなかった。

̶ 27 ̶

東京医療保健大学 紀要

第1号

3.

和田真実

2011 年

mg/mL 処理で生ピーター ・グルーズ

碓井之雄なった。4-HNE から誘発される突然変異は、これまで

先行試験の結果より、7B 株に対する 4-HNE の遺伝に大腸菌やヒト培養細胞を用いた研究から G：C → T：

毒性の影響が見られたことから、7B 株中の CAN1 遺伝

A への変異が報告されており子座における、4-HNE から誘発される突然変異体につも同様の知見が得られた。4-HNE は、リノール酸やいてシークエンス解析を行なった。その結果、4-HNE

アラキドン酸などの n-6 系不飽和脂肪酸を生成源とす

か ら 誘 発 さ れ る 突 然 変 異 は、G：C → T：A が 44%

る過酸化脂質分解物であり、特に DNA のグアニン残（ 5/16 ） と 最 も 多 く、 次 い で、A：T → T：A の 19%基に結合し、6-（1-hydroxy hexanyl）-8-hydroxy-1, N 2 -（ 3/16 ）、G：C → A：T の 13%（ 2/16 ）、A：T → G：C

propano-2’-deoxyguanosine（ 4-HNE-dG）を生成するの 13%（ 2/16 ）、A：T → C：G の 13%（ 2/16 ）であっことが報告されている

11-13 ）た（Table 3 ）。このことから、4-HNE から誘発されるからも検出されており

14 ）突然変異は塩基置換型変異であり、その多くは G → T

中にて 4-HNE-dG が生成されることによりグアニンか性が示唆された。
への変異を誘発する可能性が示唆された。

らの突然変異が誘発され、G → T へのトランスバージ

Table 3 Base substitutions induced by 4-HNE in

ョン型の点突然変異が生じたものと考えられる。一あり、その多くは G→T への変異を誘発する可能処理を行った結細田明美

4-HNE から誘導される CAN1 遺伝子変異の解析

ら、4-HNE から誘発される突然変異は塩基置換でsiae 7B 株への影

清水雅富

、今回の研究結果から。4-HNE-dG はヒトの組織、本研究においても、7B 株方で、同様に n-6 系不飽和脂肪酸から誘導される過酸

Base substitutions induced by
 4-HNE in CAN1 mutants.

CAN1 mutants.

Table 310 ）

化脂質分解物である 4-ONE 処理においては、今回のの他の濃度におい

研究結果からは遺伝子突然変異の誘発は見られなか下し増殖阻害が見った。4-ONE を 0.025 mg/mL 以上の濃度で処理をすては、4-HNE 同、0.025 mg/mL 処g/mL 処理では



れた (Table 2)。こE ともに 7B 株に



にそれは 4-ONE

2'-deoxyadenosine（HedA）、heptanone-etheno-2'-deoxyguanosine（HedG）が検出されていることから、



4-ONE も 7B 株における遺伝子突然変異物質である可

能性は高い。4-ONE から誘発される遺伝子突然変異に

ついては、今後さらなる詳細な研究が必要であると考

siae 7B 株に対す

Eや4-ONEの酵

告はあまりない。

考 察

考る遺伝毒性試験を

4 時間処理をする

ると生存率がほぼ 0% となったことから、細胞毒性が強く作用し、細胞死を引き起こしてしまったと考えられる。Chou らの報告によると

15 ）、ヒト組織中より4-ONE から誘導される DNA 付加体である heptanoneetheno-2'-deoxycytidine（HedC）、heptanone-etheno-

えられる。

察

結

本研究の結果から、過酸化脂質分解物の 1 つで本研究の結果から、過酸化脂質分解物の 1 つである論

n-6 系不飽和脂肪酸から誘導される過酸化脂質分解

18.9 倍、0.0075

7B 株における、遺ある 4-HNE
は、S. cerevisiae
7B 株における、遺伝子突然変
4-HNE
は、S. cerevisiae

物である 4-HNE、4-ONE は、S. cerevisiae 7B 株に対し伝子突然変異物質であることが示唆された。これ
異物質であることが示唆された。これまでの研究報告て細胞毒性を有しており、4-HNE において、カナバニ

度が高くなるにつまでの研究報告から、原核生物であるサルモネラ
から、原核生物であるサルモネラ菌、大腸菌及び真核ン耐性を指標とした遺伝毒性試験では、突然変異頻度

25、0.05 mg/mL生物であるチャイニーズハムスター、ヒト培養細胞に菌、大腸菌及び真核生物であるチャイニーズハム

を濃度依存的に増加させた。また、7B 株中の CAN1 遺mg/mL 処理で約

5-9 ）

少し、細胞毒性が。4-HNE 0.0075
おいても同様の結果が示されている
スター、ヒト培養細胞においても同様の結果が示

伝子座における、4-HNE から誘発される突然変異体に2)。このことから、

mg/mL 処理におけるカナバニン耐性を指標とした遺5-9)

ついてシークエンス解析を行なった結果、G：C → T：

伝毒性試験で、突然変異頻度が約 31.8 倍増加したこと

A へのトランスバージョン型変異が 44% と最も多く、から、出芽酵母においても 4-HNE の遺伝毒性が明らか

その他のスペクトラム解析においても塩基置換型変異となり、その毒性は様々な生物に共通して作用するもであった。

変異を誘発する物、4-ONE におい
株に対する遺伝。

N1 遺伝子変異のされている。4-HNE 0.0075 mg/mL 処理におけるカナバニン耐性を指標とした遺伝毒性試験で、突然変異頻度が約 31.8 倍増加したことから、出芽酵母においても 4-HNE の遺伝毒性が明らかとなのであると考えられる。

り、その毒性は様々な生物に共通して作用するもまた、4-HNE 処理における、7B 株中の CAN1 遺伝子

これらの結果から、4-HNE は出芽酵母においても突然変異誘発物質であることが示唆された。

のであると考えられる。
座で生じる突然変異のシークエンス解析の結果、G：

CAN1
処理における、7B 株中のC →また、4-HNE
T：A へのトランスバージョン型変異が44%と最対する 4-HNE のも多く、次いでA：T → T：A（ 19%）、A：T → C：G
遺伝子座で生じる突然変異のシークエンス解析のから、7B 株中の（ 結果、G：C→T：A
13%）、G：C → A：T（へのトランスバージョン型変13%）、A：T → G：C（ 13%）とNE から誘発され異が 44%と最も多く、次いで A：T→T：A (19%)、

ンス解析を行なっ

A：T→C：G (13%)、G：C→A：T (13%)、A：T

れる突然変異は、→G：C (13%)となった。4-HNE から誘発されるも多く、次いで、突然変異は、これまでに大腸菌やヒト培養細胞を

C→A：T の 13%用いた研究から G：C→T：A への変異が報告され16)、A：T→C：ており 10)、今回の研究結果からも同様の知見が得̶ 28 ̶

謝辞本研究を進めるにあたり、研究に従事した東京医療出芽酵母における過酸化脂質分解物から誘発される遺伝子突然変異に関する研究

保健大学

医療保健学部

医療栄養学科紺野奈沙

氏、平山裕美氏、藤井未来氏、松崎光平氏、森由利香
氏に深く感謝の意を申し上げます。

東京医療保健大学 紀要第1号

2011 年

2003; 42 (25) : 7848-54.
11 ）Douki T, Ames BN. An HPLC-EC assay for 1,

N 2 -propano adducts of 2'-deoxyguanosine with

本研究の一部は、JSPS 科研費（ 20700600 ）の助成を受けたものです。

4-hydroxynonenal and other alpha, beta-unsaturated
aldehydes. Chem Res Toxicol . 1994; 7 (4) : 511-8.
12 ）Yi P, Zhan D, Samokyszyn VM, Doerge DR, Fu PP.

Synthesis and 32P-postlabeling/high-performance

引用文献

liquid chromatography separation of diastereomeric1 ） 厚生労働省大臣官房統計情報部 . 平成 22 年簡易生命表

1, N 2 -1,3-propano) -2'-deoxyguanosine 3'-phosphateの概況 . 簡易生命表 平成 22 年 . 東京 : 厚生労働統計協

adducts formed from 4-hydroxy-2-nonenal. Chem Res

Toxicol . 1997; 10 (11) : 1259-65.

会 2011; 2.
2 ） 厚生労働省 . 第 2 章 近年の社会経済の変化と家計の動13 ）W a c k e r M , S c h u l e r D , W a n e k P , E d e r E .

向 . 於 ; 厚生労働省編 . 平成 20 年版 厚生労働白書 生

Development of a (32) P-postlabeling method for涯を通じた自立と支え合い～暮らしの基盤と社会保

the detection of 1,N (2) -propanodeoxyguanosine

障を考える～ . 東京 : 株式会社 ぎょうせい 2008; 46.

adducts of trans-4-hydroxy-2-nonenal in vivo. Chem

3 ） Iso H, Sato S, Kitamura A, Naito Y, Shimamoto

Res Toxicol . 2000; 13 (11) : 1165-73.

T, Komachi Y. Fat and protein intakes and risk of14 ）Chung FL, Nath RG, Ocando J, Nishikawa A, Zhang

intraparenchymal hemorrhage among middle-aged

L. Deoxyguanosine adducts of t-4-hydroxy-2-nonenal

Japanese. Am J Epidemiol . 2003; 157 : 32-9.

are endogenous DNA lesions in rodents and humans:4 ） Grúz P, Shimizu M. Origins of age-related DNA

damage and dietary strategies for its reduction.

Rejuvenation Research . 2010; 13 (2-3) : 285-287.

detection and potential sources. Cancer Res . 2000;
60 (6) : 1507-11.
15 ）Chou PH, Kageyama S, Matsuda S, et al. Detection5 ） Marnett LJ, Hurd HK, Hollstein MC, Levin DE,of lipid peroxidation-induced DNA adducts caused

Esterbauer H, Ames BN. Naturally occurring carbonylby 4-oxo-2 (E) -nonenal and 4-oxo-2 (E) -hexenal incompounds are mutagens in Salmonella tester strain

human autopsy tissues. Chem Res Toxicol . 2010; 23

TA104. Mutat Res . 1985; 148 (1-2) : 25-34.

(9) : 1442-8

6 ） Benamira M, Marnett LJ. The lipid peroxidation

product 4-hydroxynonenal is a potent inducer of the
SOS response. Mutat Res . 1992; 293 (1) : 1-10.
7 ） Kowalczyk P, Cieśla JM, Komisarski M, Kuśmierek

JT, Tudek B. Long-chain adducts of trans-4-hydroxy2-nonenal to DNA bases cause recombination, basesubstitutions and frameshift mutations in M13 phage.

Mutat Res . 2004; 550 (1-2) : 33-48.
8 ） Cajelli E, Ferraris A, Brambilla G. Mutagenicity of

4-hydroxynonenal in V79 Chinese hamster cells.

Mutat Res . 1987; 190 (2) : 169-71.
9 ） Hussain SP, Raja K, Amstad PA, et al. Increased p53

mutation load in nontumorous human liver of wilson
disease and hemochromatosis: oxyradical overloaddiseases. Proc Natl Acad Sci U S A . 2000; 97 (23) :12770-5.
10 ）Feng Z, Hu W, Amin S, Tang MS. Mutational

spectrum and genotoxicity of the major lipid
peroxidation product, trans-4-hydroxy-2-nonenal,
induced DNA adducts in nucleotide excision repairproficient and -deficient human cells. Biochemistry .
̶ 29 ̶

東京医療保健大学 紀要第1号

2011 年

和田真実

清水雅富

細田明美

ピーター ・グルーズ

A b s t r a c t：Accumulation of DNA damage with advancing age due to failing repair is one of

the key molecular pathologies in aging and chronic disease such as cancer. Lipid
peroxidation (LPO) is a main source of endogenous damage in tissue DNA and islinked to chronic inflammatory processes underlying numerous degenerative diseases.
Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) represent the direct source of this damage. The
DNA adducts formed from the peroxidation products of n-6 PUFAs studied so far
include the derivatives of 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE) and 4-oxo-2-nonenal (4-ONE).
In this study we examined the mutagenic activity of 4-HNE and 4-ONE in the haploidstrain 7B of Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae 7B).
At 0.0075 mg/ml 4-HNE increased the frequency of forward mutations to canavanine
resistance 31.8 times during a 24 h growth period in the strain 7B. Mutational spectra
have been determined with in the CAN1 gene of 4-HNE-treated in S. cerevisiae 7B.
G:C → T:A transversions (44%) were most prevalent. On the other hand, under thesame treatment conditions the frequencies of forward mutations in the S.cerevisiae
7B was not increased with 4-ONE. These results suggest that the peroxidation
product of n-6 PUFAs 4-HNE is significantly mutagenic in S. cerevisiae .

̶ 30 ̶

碓井之雄