Longitudinal analysis of IGF1 gene methylation in preterm infants

Research Project

Project/Area Number	21K07871
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Juntendo University
Principal Investigator	寒竹正人順天堂大学, 医学部, 教授 (80327791)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大川夏紀順天堂大学, 医学部, 助教 (10568009) 田中利隆順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (30407283) 中岡博史公益財団法人佐々木研究所, 附属研究所, 部長 (70611193)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	IGF1 / メチル化 / 新生児 / 早産児 / igf1遺伝子 / 環境 / エピゲノム
Outline of Research at the Start	ヒトの身長は両親から受け継ぐ形質の代表的なものであるが、それがいつどのように決定されるのかはわかっていない。研究代表者らはそれが妊娠後期（在胎32週以降）にIGF1遺伝子がメチル化されることにより決定されることを見出しており、本研究ではその時期より前に出生した早産児において、出生後の、栄養・感染・ストレス・養育環境など、その後の環境でどのように身長がプログラムされるのかを調べることにある。本研究により身長の遺伝に関する重要な知見が得られることが期待される。またIGF1遺伝子メチル化は将来の成人病発症リスクとも関連しているため、成人病発症モデルとして、その予防、治療への貢献も期待できる。
Outline of Annual Research Achievements	計画立案時は、末梢血全血を用いて行う予定であったIGF1遺伝子メチル化の解析であるが、状況に少し変化がみられてきた。末梢血においては、全血、あるいは単核球を分離したのちであっても、多くの細胞群が混在している。DNAメチル化は細胞機能を決定する機序でもあることから、当然細胞種類によって遺伝子メチル化プロファイルは異なる。最近になり、頬粘膜細胞は単一細胞であり、また非侵襲的に採取できることから、メチル化解析対象として有望視されている。実際新生児においてもいくつかの報告で解析に適していることが示されている。そこで2022年度は全血採取と並行して新たな検体採取と処理方法、解析方法の確立を行った。頬粘膜から採取した細胞から全血と同様にDNA抽出後、バイサルファイト処理、IGF1遺伝子P2プロモーターをPCR増幅ののちサンガー法によるシークエンスを行い、各CpGサイトのC/C+T比を用いてメチル化率を算出する方法を確立した。一方、全血検体の採取は予定通り進んでいるので、今後は出来る限り同時採取した頬粘膜細胞のデータを合わせて解析することで今後のこの分野の研究の方向を示したい。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 計画立案時にはなかったが、最近本研究を含む臨床検体を用いたエピゲノム解析研究における大きな進歩がみられた。それは新生児から非侵襲的に単一細胞検体が採取でき、なおかつその細胞（頬粘膜細胞）のエピゲノム解析により成人や小児と同様にエピジェネティック年齢が算出できるというものである。全血採取と並行して頬粘膜細胞を採取し、解析するための方法を確立するのに時間を要したために研究計画に遅延がみられている。
Strategy for Future Research Activity	頬粘膜からの検体採取、検体処理法の確立は終了した。全血検体の採取はほぼ予定数が終了しているので、予定通り解析を進めるのと同時に、同時採取した頬粘膜細胞の解析を加え、その関連を調べることで、今後の研究、さらには臨床応用においても大きな寄与が期待できる。