加齢により生じる精原細胞エピゲノム変化の時空間的制御

Research Project

Project/Area Number	22K09522
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56030:Urology-related
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	木村龍一京都大学, 医学研究科, 特定助教 (00781759)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	空間トランスクリプトーム / 精原細胞
Outline of Research at the Start	精原細胞と呼ばれる精子形成のごく初期段階では受精後の子孫の発生や発育に影響する精子のエピゲノム情報が成立することが示唆されている。本研究では組織の特定の場所に位置する細胞のみから遺伝子発現情報やエピゲノム情報を取り出す新たな空間オミクス技術を確立する。この技術を用いて精巣内での位置情報を加味した精原細胞の比較解析をおこなうことで、精原細胞におけるエピゲノム制御の分子基盤を解き明かす。
Outline of Annual Research Achievements	近年、精子のエピゲノム情報が受精後の子孫の発生や発育に影響することが明らかにされ、これが精原細胞と呼ばれる精子形成のごく初期段階において生じることが示唆されている。なぜこのようなエピゲノム変化が生じるか十分に理解されていないが、申請者はこれまでの研究から、精巣内のニッチに生じる加齢変化の影響が精原細胞のエピゲノム変化を引き起こす可能性を見出した。この仮説を検証するために、本研究では申請者らが開発した光単離化学法を基盤として、組織の特定の場所に位置する細胞のみから遺伝子発現情報やエピゲノム情報を取り出す新たな空間オミクス技術を確立する。これは光開裂型ブロッカーを付与したオリゴDNAを活用することで、光照射した領域のみからシーケンスライブラリーの増幅を可能とする原理に基づく。この技術を用いて加齢による精原細胞の性質変化を比較解析し、そこに精巣内での位置情報を加味することで、加齢により精原細胞で多様なエピゲノム変化が生じる分子基盤を解き明かす。本年度は精巣切片の特定の場所から遺伝子発現情報を取得するために実験条件の検討をおこなった。まずマウス精巣の新鮮凍結切片を作製し、組織中のRNAをその場で逆転写した。その後、精原細胞およびセルトリ細胞をラベルする免疫染色をおこない、精原細胞とセルトリ細胞にそれぞれUV光を照射した。照射後に切片を溶解してcDNAを抽出し、合成したライブラリのシーケンスをおこなった。得られたシーケンスデータを解析したところ、精原細胞とセルトリ細胞の2群比較で有意に発現変動している遺伝子が検出され、その中には精原細胞のマーカー遺伝子であるPlzfが含まれていた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 光単離化学を用いてマウス精巣から領域特異的な遺伝子発現情報を取得できたため
Strategy for Future Research Activity	解析に必要な最小細胞数を検討するとともに、精原細胞の空間的配置による遺伝子発現の違いについて検討を進める。