異所性酵素によるDNAメチル化とモノアミン神経障害

• Project/Area Number: 23659873
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 北山 滋雄 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (80177873)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 十川 千春 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (10253022) ; 十川 紀夫 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (30236153)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2011: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 遺伝子 / エピジェネティクス / シグナル伝達 / 脳神経疾患 / 発現制御 / カテコールアミン

Research Abstract

本研究の目的は,異所性に核内で発現するカテコールアミン代謝酵素がDNAメチル化をもたらすこと,および,そのDNAメチル化が緩徐な神経細胞死に係わることを明らかにすることである。そのため,(1)カテコールアミン代謝酵素であるCOMTおよびPNMTが核内に過剰に存在した場合,どのようなメチル化が誘導されるか,(2)核内におけるカテコールアミン代謝酵素の過剰発現が,ストレス下で生じる細胞障害にどの様な変化を生じさせるのか,を明らかにするべく種々の検討を行った。なお,DNAメチル化の解析には,カテコールアミン神経細胞の表現型を備えるSK-N-AS細胞を用いた。
SK-N-AS細胞において,血清除去によるストレス下ではPNMTの発現が上昇するとともに核内への移行が生じた。しかし,総量としてのDNAメチル化には変化が認められなかったことから,今後はさらに,メチル化のパターンに変化が現れる可能性を含めた検討の必要性が示唆された。また,核内へCOMT/PNMTを過剰に存在する状態を作り出すため,核移行シグナルを付加したCOMT/PNMT cDNAを発現ベクターに組み込み,培養細胞に導入する発現系を作製した。さらに,本研究で用いる培養細胞におけるCOMT/PNMTの発現を抗COMT抗体および抗PNMT抗体を用いて免疫染色法にて検討した結果,SK-N-AS細胞,グリア由来細胞株であるGI-1およびU251には,COMT/PNMT両酵素の核内発現は認められなかった。一方,GI-1において細胞質でのPNMTの強い発現が認められたことより,COMT/PNMT cDNA強制発現系細胞としては神経細胞モデルとしてSK-N-AS細胞,グリア細胞モデルとしてU251が適切であることが明らかとなった。