エピゲノム修飾因子NSD1変異によるDNAメチル化と遺伝子発現異常メカニズム解明

• Project/Area Number: 22K15946
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 渡邊 英孝 佐賀大学, 医学部, 助教 (10404203)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ソトス症候群 / インプリントDMRのDNAメチル化異常 / IGF2-DMR0 / NSD1変異 / DNAメチル化

Outline of Research at the Start

現在まで、なぜソトス症候群（SS）が過成長を示すか、のメカニズムは分かってはいない。申請者は、SSに認められるDMRのメチル化異常が特定遺伝子の過剰発現を引き起こし、その過成長の表現型を説明できると考えた。本研究で細胞レベルやマウスなどで再現が可能であるかを検証する。
NSD1によるインプリントDMRのDNAメチル化の制御機構を明らかにし、SS発症のメカニズムと考える「NSD1遺伝子変異とその原因である、インプリントDMRメチル化制御」を解明する。インプリントDMRのメチル化を可変することで新しい遺伝子治療法となる可能性を見いだし、外科的手術を諦めずにすむ、新たな治療法の開発が期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

エピジェネティック制御機序が原因となる先天性異常症であり指定難病のソトス症候群
（SS）は原因遺伝子がヒストンメチル化酵素をコードするNSD1遺伝子であることは明らかになっているが、詳細なメカニズムは未解明である。申請者は、これまでの研究で、SS発症の原因がNSD1の変異によりインプリントDMRのDNAメチル化異常を惹起する可能性を見いだした。本研究課題ではSS発症の原因を検証する為、SS患者のNSD1遺伝子についてメチル化解析を行い、インプリントDMRメチル化異常とインプリント遺伝子発現との関連性を明らかにする。エピジェネティック制御機序が原因となる、先天性異常症候群の発症メカニズムを解明することで、遺伝性疾患の治療法の糸口を見つけることを目的とする独創的な研究である。現在まで、なぜSSが過成長を示すか、のメカニズムは分かってはいない。申請者は、SSに認められるDMRのメチル化異常が特定遺伝子の過剰発現を引き起こし、その過成長の表現型を説明できると考えた。本研究では、実際の患者検体のみならず、細胞レベルやマウスなどで再現が可能であるかを検証する。本研究課題はNSD１によるインプリントDMRの、DNAメチル化の制御機構を明らかにし、SS発症メカニズムの解明を目指すことを目的とした。SS発症のメカニズムを解明し、表現型を、分子メカニズムの観点から説明可能にしたい、と考え下記の①～④の解明を目標にした。① SSにおけるインプリントDMRのDNAメチル化異常とNSD1変異部位との関連性。② SS原因遺伝子NSD1によるインプリントDMRのDNAメチル化制御メカニズム。③ IGF2-DMR0を制御しているタンパク質の同定。④ 患者の症状を説明できるモデルマウスの樹立と解析。昨年度からおもに学会参加や論文検索による情報収集と、必要物品やの調達に時間をさき、①の内容から取り組んでいる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請者は、ソトス症候群（SS）に認められるDMRのメチル化異常が特定遺伝子の過剰発現を引き起こし、その過成長の表現型を説明できると考えた。本研究では、実際の患者検体のみならず、細胞レベルやマウスなどで再現が可能であるかを検証する。本研究課題はNSD１によるインプリントDMRの、DNAメチル化の制御機構を明らかにし、SS発症メカニズムの解明を目指すことを目的とした。SS発症のメカニズムを解明し、表現型を、分子メカニズムの観点から説明可能にしたい、と考え下記の①～④の解明を目標にした。① SSにおけるインプリントDMRのDNAメチル化異常とNSD1変異部位との関連性。② SS原因遺伝子NSD1によるインプリントDMRのDNAメチル化制御メカニズム。③ IGF2-DMR0を制御しているタンパク質の同定。④ 患者の症状を説明できるモデルマウスの樹立と解析。昨年度はおもに学会参加や論文検索による情報収集と、必要物品の調達に時間をさき、①の内容から取り組んでいる。昨年度で①を終了し、本年度は②③の内容に進む予定であったが、文献検索や物品の調達に時間がかかり、①の内容がまだ終了していないため、（３）やや遅れている。（Slightly Delayed）とした。

Strategy for Future Research Activity

申請者は、ソトス症候群（SS）に認められるDMRのメチル化異常が特定遺伝子の過剰発現を引き起こし、その過成長の表現型を説明できると考えた。本研究では、実際の患者検体のみならず、細胞レベルやマウスなどで再現が可能であるかを検証する。本研究課題はNSD１によるインプリントDMRの、DNAメチル化の制御機構を明らかにし、SS発症メカニズムの解明を目指すことを目的とした。SS発症のメカニズムを解明し、表現型を、分子メカニズムの観点から説明可能にしたい、と考え下記の①～④の解明を目標にした。① SSにおけるインプリントDMRのDNAメチル化異常とNSD1変異部位との関連性。② SS原因遺伝子NSD1によるインプリントDMRのDNAメチル化制御メカニズム。③ IGF2-DMR0を制御しているタンパク質の同定。④ 患者の症状を説明できるモデルマウスの樹立と解析。上記の現在までの進捗状況としての報告では、昨年度はおもに学会参加や論文検索による情報収集と、必要物品の調達に時間をさき、①の内容から取り組んでいる。昨年度で①を終了し、本年度は②③の内容に進む予定であったが、文献検索や物品の調達に時間がかかり、①の内容がまだ終了していないため、（３）やや遅れている。（Slightly Delayed）としている。本年度以降は物品の調達もおおむね目処がついていることや、実験補助の人員の都合繰りも問題ないため、実験内容も近いうちに②へ進めるものと考えている。