胎内被ばくが母体と次世代のミトコンドリアDNA制御に与える影響を解明（医用生体理工学分野 福永久典准教授）
ポイント
- 妊娠初期のX線被ばくにより、母マウスおよび仔マウスのミトコンドリアDNA（mtDNA）が線量依存的に変化することを明らかにした
- 母体では高線量でmtDNAの量的増加と正常コピー比の低下が生じる一方、仔ではより低線量からmtDNAコピー数の増加が認められ、異なる応答様式を示した
- 仔の性比や体重には変化がみられなかった一方で、mtDNAレベルで変化が検出され、従来の指標では捉えられない放射線の次世代影響の可能性を示した
概要
北海道大学大学院保健科学研究院の福永久典・准教授（環境健康科学研究教育センター・副センター長）、清野良輔・学術研究員、池田敦子・教授、大学院保健科学院保健科学専攻の久保春果・修士課程1年の研究グループは、妊娠初期における放射線被ばくが、母体および出生後の仔のミトコンドリアDNA（mtDNA）に与える影響について妊娠モデルマウスを用いて明らかにしました。
ミトコンドリアは、細胞内でエネルギー産生を担う重要な小器官であり、独自のDNA（mtDNA）を持っています。このmtDNAは環境ストレスに応じて量（コピー数）や構成（正常コピーと異常コピーの混合、ヘテロプラスミー）を変化させることが知られていますが、胎内被ばくが母体と次世代にどのような影響を及ぼすかについては十分に解明されていませんでした。
本研究では、妊娠8日目のマウスに対して0.05～2 GyのX線を照射し、母体および出生後2週齢の仔における血液由来mtDNAコピー数および完全性を評価しました。その結果、母体では高線量（2 Gy）でmtDNAコピー数の増加、0.5 Gy以上でmtDNAの正常コピー比の低下が認められました。一方、仔では0.2 Gy以上のより低い線量からmtDNAコピー数の有意な増加が認められ、母体とは異なる感受性を示しました。
興味深いことに、これらのミトコンドリアDNAの変化は、仔の性比や体重といった発育指標には影響しておらず、外見上は正常であっても、細胞レベルで変化が生じている可能性が示されました。これは、胎内被ばくが顕在的な異常を伴わないまま、次世代の生体調節機能に影響を及ぼす可能性を示す重要な知見です。
本研究成果は、発生初期における栄養状態や環境ストレスなどの影響が将来の疾患リスクや生体機能に長期的な影響を及ぼすとするDOHaD（Developmental Origins of Health and Disease）の観点からも重要です。本研究で明らかとなった胎内被ばくによるミトコンドリアDNA制御の変化は、顕在的な発育異常を伴わないまま次世代の生体調節に影響を及ぼし得る分子基盤として位置づけられ、放射線被ばくの次世代影響を理解するうえで新たな知見を提供するものです。今後、仔のミトコンドリア機能に関連する代謝機能や発育などへの長期的影響の解明が期待されます。
妊娠初期の放射線被ばくは、母体には高線量でmtDNAの量的増加と正常コピー比の低下をもたらす一方、仔にはより低線量からmtDNAコピー数の増加をもたらす。
出版情報
・研究論文名
Mitochondrial DNA alterations in mothers and offspring following in utero exposure to ionizing radiation
・著者
清野 良輔1、久保 春果2、池田 敦子1,3、福永 久典1,3
1北海道大学大学院保健科学研究院
2北海道大学大学院保健科学院保健科学専攻
3北海道大学環境健康科学研究教育センター
・ジャーナル名
Free Radical Biology and Medicine
※IFおよびカテゴリーランキング：IF 8.2, ENDOCRINOLOGY & METABOLISM 14/193
・DOI
https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2026.03.065
・掲載日
2026年3月28日（土曜日）
お問い合わせ先
北海道大学大学院保健科学研究院 准教授
北海道大学環境健康科学研究教育センター 副センター長
福永 久典（ふくなが ひさのり）
E-mail：hisanori.fukunaga [at] hs.hokudai.ac.jp [at]を@に変えてください