Genome-wide analysis of epigenomic alterations in pancreatic islets from mice under the risk of developing glucose intolerance

• Project/Area Number: 23591330
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Metabolomics
• Research Institution: Research Institute, International Medical Center of Japan
• Principal Investigator: NAMMO Takao 独立行政法人国立国際医療研究センター, 代謝疾患研究部, 室長 (50594115)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: エネルギー・糖質代謝異常 / エピジェネティクス / 2型糖尿病 / 環境因子 / ヒストン修飾 / 膵ランゲルハンス島 / インスリン分泌 / 遺伝子発現 / エネルギー・糖代謝異常 / 膵ベータ細胞 / ゲノム網羅的解析 / マウスモデル

Research Abstract

Both genetic and environmental factors play important roles in the aetiology of diabetes, although the molecular mechanisms underlying the disease remain largely unclear. These days, epigenetic regulation of gene expression, which results from changes in a chromosome without alterations in the DNA sequence, has drawn attention to the field of diabetes research. The aim of this study was to clarify the involvement of epigenetic mechanisms in the regulation of pancreatic beta-cell function and glucose metabolism by genome-wide analyses. By testing mouse models, such as diet-induced obese mice and spontaneously diabetic mice, we found the cis-regulatory regions exhibited changes in the epigenome that were characteristic for the model. Furthermore, these effects were associated with changes in the expression of overlapping or adjacent genes. In summary, these results suggest the importance of genome-wide study of epigenome for clarifying disease mechanisms and identifying new drug targets.

Research Products

• [Journal Article] 膵β細胞分化過程におけるエピゲノム変化 (2014)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Journal Title: 内分泌・糖尿病・代謝内科 Volume: Vol.38、No.4 Pages: 376-383
  • NAID: 40020093382
  • URL: http://www.kahyo.com/item/B201404-384
• [Journal Article] Pancreatic islet enhancer clusters enriched in type 2 diabetes risk-associated variants. (2014)
  • Author(s): Pasquali L, Gaulton KJ, Rodriguez-Segui SA, Mularoni L, Miguel-Escalada I, Akerman I, Tena JJ, Moran I, Gomez-Marin C, van de Bunt M, Ponsa-Cobas J, Castro N, Nammo T, Cebola I, Garcia-Hurtado J, Maestro MA, Pattou F, Piemonti L, Berney T, Gloyn AL, Ravassard P, Gomez-Skarmeta JL, Muller F, McCarthy MI, Ferrer J.
  • Journal Title: Nat Genet. Volume: 46 Issue: 2 Pages: 136-143
  • DOI: 10.1038/ng.2870
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative assessment of pdx1 promoter activity in vivo using a secreted luciferase reporter system. (2013)
  • Author(s): Nishimura, W., Eto, K., Miki, A., Goto, M., Kawaguchi, M., Nammo, T., Udagawa, H., Hiramoto, M., Shimizu, Y., Okamura, T., Fujiwara, T., Yasuda, Y. and Yasuda, K.
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 154 Issue: 11 Pages: 4388-4395
  • DOI: 10.1210/en.2012-2248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 膵内分泌「糖尿病の体質と環境:膵β細胞のエピジェネティクス」 (2013)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Journal Title: 日本体質医学会雑誌 Volume: Vol.75、No.2 Pages: 54-57
• [Journal Article] 膵β細胞におけるエピゲノム制御 (2013)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Journal Title: 週刊医学のあゆみ Volume: Vol.244、No.12 Pages: 1051-1056
  • URL: http://www.ishiyaku.co.jp/magazines/ayumi/AyumiArticleDetail.aspx?BC=924412&AC=12344
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human β cell transcriptome analysis uncovers lncRNAs that are tissue-specific, dynamically regulated, and abnormally expressed in type 2 diabetes. (2012)
  • Author(s): Moran I, Akerman I, van de Bunt M, Xie R, Benazra M, Nammo T, et al.
  • Journal Title: Cell Metab. Volume: 16 Issue: 4 Pages: 435-448
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2012.08.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 特集病態と遺伝子多型糖尿病 (2012)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Journal Title: SURGERY FRONTIER(森正樹(編)) Volume: Vol.19、No.1 Pages: 15-21
  • URL: http://www.m-review.co.jp/magazine/detail/J18_19_01
• [Journal Article] KIF5B-RET fusions in lung adenocarcinoma (2012)
  • Author(s): Takashi Kohno
  • Journal Title: Nature Medicine Volume: 18 Issue: 3 Pages: 375-7
  • DOI: 10.1038/nm.2644
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mapping open chromatin with formaldehyde-assisted isolation of regulatory elements (2011)
  • Author(s): Nammo T, Rodríguez-Seguí SA, Ferrer J
  • Journal Title: Methods Mol Biol Volume: 791 Pages: 287-296
  • DOI: 10.1007/978-1-61779-316-5_21
  • ISBN: 9781617793158, 9781617793165
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FAIRE-seqを用いたヒト膵島における開放型クロマチンの網羅的同定 (2011)
  • Author(s): 南茂隆生、Jorge Ferrer
  • Journal Title: 糖尿病学2011(岡芳知、谷澤幸生(編)) Pages: 39-45
  • URL: http://www.shindan.co.jp/books/index.php?menu=10&cd=185700&kbn=1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト膵島を使った研究 (2011)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Journal Title: 別冊プラクティス糖尿病とヒトゲノムQ&A(安田和基(編著)) Pages: 137-139
  • URL: http://www.ishiyaku.co.jp/search/details.aspx?bookcode=760320
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A genome-wide investigation into the mechanisms of islet compensation induced by a high-fat diet (2013)
  • Author(s): 南茂隆生、宇田川陽秀、川口美穂、衛藤弘城、上番増喬、平本正樹、西村渉、安田和基
  • Organizer: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2013-05-16
• [Presentation] ゲノム網羅的解析を用いた、高脂肪食摂取による膵島の代償機序の解明 (2013)
  • Author(s): 南茂隆生、宇田川陽秀、川口美穂、衛藤弘城、上番増喬、平本正樹、西村渉、安田和基
  • Organizer: NGS現場の会・第三回研究会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 膵内分泌「糖尿病の体質と環境:膵β細胞のエピジェネティクス」シンポジウム「Common diseaseの体質と環境」 (2012)
  • Author(s): 南茂隆生
  • Organizer: 第62回日本体質医学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2012-11-04
• [Presentation] 膵島組織のエピゲノム解析と糖尿病 (2012)
  • Author(s): 南茂隆生
  • Organizer: 第9回東北糖尿病トータルケア研究会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2012-10-19
• [Presentation] 膵β細胞株を用いた、分泌刺激による遺伝子発現変化とFAIREによるクロマチン状態の評価 (2012)
  • Author(s): 南茂隆生、上番増喬、宇田川陽秀、衛藤弘城、川口美穂、西村渉、平本正樹、安田和基
  • Organizer: 第55回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-19
• [Presentation] シンポジウム8:糖尿病の遺伝子関連高頻度病態から稀少疾患まで膵β細胞のエピジェネティクス (2012)
  • Author(s): 南茂隆生、安田和基
  • Organizer: 第55回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-05-18
• [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたヒト膵島のエピゲノム解析と糖尿病 (2012)
  • Author(s): 南茂隆生
  • Organizer: 第10回山口糖尿病フォーラム
  • Place of Presentation: 山口
  • Year and Date: 2012-01-23
• [Presentation] FAIRE-seqを用いたヒト膵島のゲノム網羅的解析と2型糖尿病 (2011)
  • Author(s): 南茂隆生
  • Organizer: 第11回Islet Biology研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-07-16
• [Presentation] A genome-wide investigation into the mechanisms of islet compensation induced by a high-fat diet.
  • Author(s): 南茂 隆生、宇田川 陽秀、川口 美穂、、衛藤 弘城、上番増 喬、平本 正樹、西村 渉、安田 和基
  • Organizer: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] シンポジウム8：糖尿病の遺伝子関連 高頻度病態から稀少疾患まで 膵β細胞のエピジェネティクス
  • Author(s): 南茂 隆生、安田 和基
  • Organizer: 第５５回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Invited
• [Presentation] 膵β細胞株を用いた、分泌刺激による遺伝子発現変化とFAIREによるクロマチン状態の評価
  • Author(s): 南茂隆生、上番増喬、宇田川陽秀、衛藤弘城、川口美穂、西村渉、平本正樹、安田和基
  • Organizer: 第５５回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 膵島組織のエピゲノム解析と糖尿病
  • Author(s): 南茂 隆生
  • Organizer: 第9回東北糖尿病トータルケア研究会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Invited
• [Presentation] 膵内分泌「糖尿病の体質と環境：膵β細胞のエピジェネティクス」 シンポジウム「Common disease の体質と環境」
  • Author(s): 南茂 隆生
  • Organizer: 第６２回日本体質医学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Invited
• [Presentation] FAIRE-seqを用いたヒト膵島のゲノム網羅的解析と2型糖尿病
  • Author(s): 南茂 隆生
  • Organizer: 第11回Islet Biology研究会(招待講演)
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたヒト膵島のエピゲノム解析と糖尿病
  • Author(s): 南茂 隆生
  • Organizer: 第10回山口糖尿病フォーラム(招待講演)
  • Place of Presentation: 山口大学
• [Book] 内分泌・糖尿病・代謝内科 (2014)
  • Author(s): 南茂 隆生、安田 和基
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 科学評論社
• [Book] 週刊 医学のあゆみ (2013)
  • Author(s): 南茂 隆生、安田 和基
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 医歯薬出版株式会社
• [Book] non-coding RNAによる代謝調節:糖尿病学イラストレイテッド (2012)
  • Author(s): 南茂隆生,安田和基、春日雅人(編)
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 特集 病態と遺伝子多型 糖尿病. 森 正樹（編）：SURGERY FRONTIER. (2012)
  • Author(s): 南茂 隆生, 安田 和基
  • Total Pages: 7
  • Publisher: メディカルレビュー社
• [Book] non-coding RNAによる代謝調節. 春日雅人（編）: 糖尿病学イラストレイテッド. (2012)
  • Author(s): 南茂 隆生, 安田 和基
  • Total Pages: 4
  • Publisher: 羊土社
• [Book] ヒト膵島を使った研究. 安田和基（編著）：別冊プラクティス 糖尿病とヒトゲノムQ&A. (2011)
  • Author(s): 南茂 隆生, 安田 和基
  • Total Pages: 3
  • Publisher: 医歯薬出版株式会社
• [Book] FAIRE-seqを用いたヒト膵島における開放型クロマチンの網羅的同定. 岡芳知, 谷澤幸生（編）: 糖尿病学2011. (2011)
  • Author(s): 南茂 隆生, Jorge Ferrer
  • Total Pages: 7
  • Publisher: 診断と治療社
• [Remarks]
  • URL: http://www.rincgm.jp/department/dia/02/
• [Remarks] 独立行政法人 国立国際医療研究センター研究所 研究部紹介 代謝疾患研究部
  • URL: http://www.rincgm.jp/department/dia/02/