ケトン体代謝によるエピゲノム制御作用を介した循環器疾患形成機序の解明

• Project/Area Number: 23KK0150
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 有馬 勇一郎 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (60706414)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩瀬 晃康 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (10965130) ; 山田 敏寛 熊本大学, 病院, 特任助教 (20984420)
• Project Period (FY): 2023-09-08 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000); Fiscal Year 2025: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: ケトン体代謝 / Hmgcs2 / 心不全 / エピゲノム

Outline of Research at the Start

本国際共同研究では、ケトン体代謝のもつエピゲノム制御作用に注目し、ケトン体合成不全マウスを中心とした表現型解析を進めながら、代謝産物、転写産物、ヒストン修飾に関する複数階層のオミクスデータを取得し、バイオインフォマティクスを専門とする研究協力者と共に統合解析を進め、ケトン体が循環器疾患に及ぼす影響を分子レベルで明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は米国・ヨーロッパ在住の共同研究者との連携を進めながら、ケトン体代謝によるエピゲノム制御作用を介した循環器疾患形成機序の解明を目指した国際共同研究である。これまでに引き続き、海外の共同研究者とは適宜web会議を通じた打ち合わせを重ねながら、今年度はオミクス解析を進めるためのデータ取得に注力した。少数細胞からの安定的なオミクス解析を実現するため、ラミンとPCM1も指標として心筋細胞特異的な核抽出をおこない、1,000核から安定的にcDNAライブラリーの抽出と、1細胞完全長total RNA-seq解析(RamDA-seq)を実施し、網羅的な遺伝子発現状態の比較を実施する系を確立した。また、epigenome解析についても5,000核からATAC-seqを行う手技を確立し、CUT&Tag法を用いてH3K27Ac, H3K9Acについては50,000核からのヒストン修飾状態を検出することに成功した。本手法を用いて、野生型マウス成獣と高脂肪食と高血圧処置を加えたマウス成獣、加えてケトン体合成不全マウスに対して負荷を施したマウスモデルから核を抽出し、RamDA-seqについては年度内に実施することができた。現在、これらのオミクスデータを統合するため、クラウド上にオミクスデータを保存してそれぞれの共同研究者が解析に着手しており、定期的なディスカッションも進めている。また、急速に進む円安の進行により、2023年度末に計画していた訪米時期が2024年度にずれたため、代わりに共同研究者をオランダから招聘して日本でのディスカッションを実施する方針とした。引き続き2024年度は積極的な共同研究者とのオンライン・オンサイトでの連携を進め、国際共同研究の論文化を目指す。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画で予定していたオミクス情報の取得に成功し、データ統合を目指したコラボレーションが進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

オンライン・オンサイトでの交流を通じて、国際共同研究を加速させる。RamDA-seqについてはデータ取得が完了しているが、ATACseqやCUT&Tagを用いたエピゲノム解析についてのデータ取得も目指す。