胎児期から乳児期の脂質代謝遺伝子発現に関与するDNA脱メチル化機構の解明

• Project/Area Number: 20K11558
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 森永 秀孝 九州大学, 医学研究院, 特任助教 (70444792)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: エピジェネティクス / 脂質代謝 / PPARα / トランスジェニックマウス / DOHaD

Outline of Research at the Start

近年、胎児期～乳児期に経験した栄養環境が何らかの形で成人期に発症する疾患に影響を与える概念が提唱されている（DOHaD仮説）。この機序として「遺伝子のエピゲノム修飾」が関与していることが示唆されている。我々はエピゲノム修飾と肝臓の代謝機能との関連を検証した結果、生後2日目から16日目の乳仔期マウスの肝臓において、PPARαが脂質代謝関連遺伝子の脱メチル化を亢進することを見出し、乳仔期にPPARαが調節したメチル化の程度が成獣期まで記憶されること報告した。今回我々は肝臓における代謝臓器としての機能成熟過程とDNA脱メチル化の関連と成人期での生活習慣病とDNA脱メチル化の関連を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

我々は胎児期から乳児期におけるエピゲノム修飾が成人期での生活習慣病発症の一因となっている可能性を示すため、肝臓における代謝臓器としての機能成熟過程とDNA脱メチル化の関連を明らかにし、さらに成人期での生活習慣病とDNA脱メチル化の関連を明らかにすることを目的として研究を行っている。今年度は、まず野生型マウスにおけるメチローム解析を行った。胎生期18.5日齢、生後2、16、28日齢から肝臓を採取し、Whole Genome Bisulfite Sequenceを行った。解析した結果、2日齢から16日齢にかけて劇的にDNAメチル化状態が変化していることが判明した。主に造血関連遺伝子や脂質代謝遺伝子のメチル化状態に変化が生じており、この期間が肝臓の機能成熟に大事な時期であることが明らかになった。また、胎児期から乳児期における栄養環境がエピゲノム記憶として記憶・維持されて将来の健康や疾患発症に関連するという仮説を実証するために、時期特異的にDNA脱メチル化を誘導するマウスを作成する予定であるが、今年度はloxP配列で挟まれたpoly A cassette(STOP)の下流にdCas9にTETが連結した構造を持つベクターを作製した。このベクターを培養細胞(HEK293)に遺伝子導入を行い、AAV-Creを作用させることでdCas9-TET融合蛋白質の発現が確認終了しており、理研にてトランスジェニックマウスを作成する予定である。

Research Products

• [Journal Article] High-mobility group box 2 protein is essential for the early phase of adipogenesis (2021)
  • Author(s): Hidetaka Morinaga, Yoshimi Muta, Tomoko Tanaka, Makito Tanabe, Yuriko Hamaguchi, Toshihiko Yanase
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 557 Pages: 97-103
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.149
  • Peer Reviewed / Open Access