SNP配列特異的エンハンサーRNAを統合したレジスチン遺伝子発現調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number	23K07970
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	大澤春彦愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (90294800)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高田康徳愛媛大学, 医学系研究科, 准教授 (20432792) 川村良一愛媛大学, 医学系研究科, 講師 (90533092)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	レジスチン / インスリン抵抗性 / SNP / RNA / 遺伝子発現 / 2型糖尿病 / 遺伝子 / 環境因子
Outline of Research at the Start	SNP配列特異的eRNAを統合して、レジスチン遺伝子発現調節機構を解明し、インスリン抵抗性・2型糖尿病発症の高精度先制医療戦略を確立する。第一に、SNP-420/-358のeRNA及びレジスチン遺伝子発現への配列特異的効果をヒト全血細胞とSNP配列特異的ゲノム編集培養細胞を用いて解明する。第二に、SNP-420/-358とeRNAのレジスチン転写調節landscape及び標的遺伝子発現への配列特異的効果をnon-coding RNAにまで拡大して解明する。第三に、一般住民において、遺伝疫学的に、SNP-420/-358とeRNAの早期インスリン抵抗性サブタイプに対する配列特異的効果を解明する。
Outline of Annual Research Achievements	レジスチンは、インスリン抵抗性を引き起こすサイトカインである。申請者らは、その遺伝子発現が転写調節領域(エンハンサー)の2つの一塩基多型(SNP)、-420と-358の”配列特異的効果”によって強く規定されることを見出した。すなわち、SNP-420/-358の配列がG-Aで高発現、C-Gで低発現となる。本研究では、独自の知見“SNP配列特異的効果“に焦点を絞り、同SNPを含む転写産物”エンハンサーRNA(eRNA)”を統合し、遺伝子発現調節機構を解明する。第一に、SNP-420/-358のeRNA及び発現への効果をヒト全血細胞及びSNP配列特異的ゲノム編集培養細胞を用いて解明する。第二に、SNP-420/-358とeRNAの転写調節landscape及び標的遺伝子発現への効果をnon-coding RNAにまで拡大して解明する。第三に、一般住民において、遺伝疫学的にSNP-420/-358とeRNAの早期インスリン抵抗性サブタイプに対する効果を解明する。こうして、SNP配列特異的eRNAを統合したレジスチン遺伝子発現調節機構を解明し、2型糖尿病高精度先制医療戦略を確立する。本年度は、一般住民約2000名について前向きで追跡している東温ゲノムスタディの健診を実施した。また、SNP-420/-358のG-A/G-Aハプロタイプ、及び、年齢、性、BMIをマッチさせたC-G/C-Gハプロタイプの全血細胞RNAを用いて、新たな方法による詳細なRNAseqを実施した。差の見られる一部の遺伝子については、パスウェイ解析やオントロジー解析等を行い、ハプロタイプ特異的に一部の表現型の違いを説明しうるパスウェイや遺伝子を見出した。本戦略により、レジスチンSNP-420、SNP-358のハプロタイプにより遺伝子発現の変化する遺伝子およびその関連するパスウェイを同定しうることが想定された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は、一般住民約2000名について前向きで追跡している東温ゲノムスタディの健診を実施した。また、SNP-420/-358のG-A/G-Aハプロタイプ、及び、年齢、性、BMIをマッチさせたC-G/C-Gハプロタイプの全血細胞RNAを用いて、新たな方法による詳細なRNAseqを実施した。差の見られる一部の遺伝子については、パスウェイ解析やオントロジー解析等を行い、ハプロタイプ特異的に一部の表現型の違いを説明しうるパスウェイや遺伝子を見出した。本戦略により、レジスチンSNP-420、SNP-358のハプロタイプにより遺伝子発現の変化する遺伝子およびその関連するパスウェイを同定しうることが想定された。以上より、計画は順調に進んでいると考えている。
Strategy for Future Research Activity	一般住民の多数例について、レジスチンハプロタイプと血中レジスチンの関係、さらには、環境因子との関連を遺伝疫学的にさらに解析していく。また、インスリン抵抗性や炎症などにより表現型を細分類し、血中レジスチンと関連する表現型のサブタイプを見出す。さらに、クラスター解析を用いて、より客観的な表現型分類を試みる。メンデルランダム化解析の理論に基づき、ハプロタイプと表現型の関連を明らかにし、因果関係を類推する。定量化が可能な環境因子については、ハプロタイプの血中レジスチンへの効果を相互作用も含めて解析し、遺伝子・環境因子相互作用のモデルを構築していく。さらに、全血細胞から抽出したRNAを用いて、ハプロタイプの違いによるレジスチンの標的mRNAへの効果の違いをＲＮＡseqで解析する。同様に、血中タンパクを網羅的に解析し、変化するタンパクを見出す。さらに、mRNAとタンパクの変化を統合的に解析していく。Non-coding RNAについてもあわせて解析していく。病態を早期インスリン抵抗性に絞り、SNP配列特異的効果にeRNAを統合し、表現型を早期インスリン抵抗性サブタイプにトリミングする。こうして、解析精度を高め、未解決のレジスチン発現調節における真のSNP配列特異的効果を解明し、2型糖尿病高精度先制医療戦略を確立する。