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2012 Fiscal Year Annual Research Report

Establishment of sex differences through sex-specific enhancer

Planned Research

Project AreaMolecular mechanisms for establishment of sex differences.
Project/Area Number 22132002
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

諸橋 憲一郎  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (30183114)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords性差構築 / 性特異的エンハンサー / 精巣 / 卵巣 / クロマチン構造
Outline of Annual Research Achievements

精巣には生殖細胞の分化をサポートするセルトリ細胞と男性ホルモンを合成するライディッヒ細胞が存在し、性特異的遺伝子発現を示す。そして、これらの遺伝子の発現調節は性特異的なエンハンサーによって行われていると推測される。同時に、性ステロイドホルモンの作用によって、細胞が性差を獲得する。本研究では、性特異的遺伝子発現を制御する性特異的エンハンサーのクロマチン構造を全ゲノムレベルで検討している。この研究により、性差構築の分子メカニズムを解明することを目的とする。
性差構築に重要な役割を担う転写因子 Ad4BP/SF-1 に着目し、本因子が結合する領域を全ゲノムレベルで検討した。実験には、ステロイド産生能をもつ副腎皮質由来のY-1細胞ならびに精巣ライディッヒ細胞を用いて、次世代シークエンサーによるChIP-sequence解析を行った。また、siRNA阻害実験やメタボローム解析を行った。その結果、Ad4BP/SF-1が解糖系とコレステロール産生に関与する一群の遺伝子を制御することが明らかになった。この結果は、Ad4BP/SF-1が解糖系遺伝子の制御を通じ、細胞内エネルギーの代謝調節を行っていることを強く示唆するものであった。一方、本因子が、性ステロイドホルモン産生に関与する全ての遺伝子を制御していることを考慮すれば、同時にステロイドホルモンの前駆体であるコレステロールの合成系遺伝子を制御することは極めて合理的であると考えられた。コレステロールホメオスタシスの観点から、更に詳細な検討が必要である。今回の実験ではAd4BP/SF-1が解糖系やコレステロール合成など、多数の遺伝子から構成されるbiological processの制御にどのように関わるかを明らかにするためのヒントを得ることができた。一方で、このような転写因子に性差があるかについては、今後詳細に検討する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究は概ね順調に進行していると考える。特に、解糖系遺伝子がAd4BP/SF-1の標的遺伝子として同定されたことは、性差構築にエネルギー代謝の制御が重要であることを示唆しており、性差構築の分子メカニズムの解明に向け新たな視点を与えた。一方、副腎皮質細胞とライディッヒ細胞に加え、胎仔ライディッヒ細胞ならびに肝細胞にてChIP-sequenceを行うことで、クロマチン構造の性差を検討する準備を整えており、今後の研究に向けた準備も順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

上記目的の達成のため、今後は以下の3点について研究を推進する予定である。
① Ad4BP/SF-1の結合領域におけるヒストン修飾の同定;各種のヒストン修飾抗体を用いAd4BP/SF-1結合領域のヒストン修飾を決定する。修飾の組み合わせ、また特徴的な修飾を同定することでAd4BP/SF-1の結合領域をグループ分けし、修飾の組み合わせがどのような制御に結びつくかを解明する。
② Ad4BP/SF-1の修飾と複合体精製;これまでの研究結果から、Ad4BP/SF-1が解糖系ならびにコレステロール生合成経路に位置する遺伝子の制御に関わることが示された。そこで、糖濃度やコレステロール濃度に対する本因子の応答を調べる。同日に、領域内共同研究によって、Ad4BP/SF-1の修飾を調べるとともに、転写複合体の精製を行う。複合体に含まれるヒストン修飾因子の活性に性差が認められるか、どのような刺激に連動するのかを明らかにする。
③ ライディッヒ細胞、セルトリ細胞、雌雄の肝細胞の性差構築における遺伝的制御と内分泌制御;これまでに男性ホルモン受容体や女性ホルモン受容体ノックアウトマウスやGFP標識マウスを準備してきた。これらのマウスから胎仔ライディッヒ細胞、セルトリ細胞、ならびに肝細胞を調整し、Ad4BP/SF-1、AR、ERα、ERβの結合領域を決定する。同時に、精巣摘出マウスや卵巣摘出マウスを用いる実験も行う。また、得られた結合領域についてクロマチン修飾を調べ、遺伝的制御と内分泌制御によるクロマチンの性差構築を明らかにする。これをもとに、領域内共同研究によって、既報、または新規の複合体の関与を検討する。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Contribution of Leydig and Sertoli cells to testosterone production in mouse fetal testes2013

    • Author(s)
      Yuichi Shima, Kanako Miyabayashi, Shogo Haraguchi, Tatsuhiko Arakawa, Hiroyuki Otake, Takashi Baba, Sawako Matsuzaki, Yurina Shishido, Haruhiko Akiyama, Taro Tachibana, Kazuyoshi Tsutsui, Ken-ichirou Morohashi
    • Journal Title

      Mol Endocrinol

      Volume: 27 Pages: 63-73

    • DOI

      10.1210/me.2012-1256

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of enhancer specific for fetal Leydig cells in Ad4BP/SF-1 gene.2012

    • Author(s)
      Yuichi Shima
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 153 Pages: 417-425

    • DOI

      doi:10.1210/en.2011-1407

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cbx2, a polycomb group gene, is required for Sry gene expression in mice.2012

    • Author(s)
      Yuko Katoh-Fukui
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 153 Pages: 913-924

    • DOI

      doi:10.1210/en.2011-1055

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] WNT family genes and their modulation in the ovary-independent and persistent vaginal epithelial cell proliferation and keratinization induced by neonatal diethylstilbesterol2012

    • Author(s)
      Takeshi Nakamura
    • Journal Title

      Toxicology

      Volume: 296 Pages: 13-19

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.tox.2012.02.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mamld1 deficiency significantly reduces mRNA expression levels of multiple genes expressed in mouse fetal Leydig cells but permits normal genital and reproductive development2012

    • Author(s)
      Mami Miyado
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: 153 Pages: 6033-6040

    • DOI

      doi:10.1210/en.2012-1324

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 胎仔精巣におけるテストステロン合成経路の解明2012

    • Author(s)
      嶋 雄一
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-14 – 2012-12-16
    • Invited
  • [Presentation] 性差形成と維持の機構2012

    • Author(s)
      諸橋 憲一郎
    • Organizer
      第44回日本動脈硬化学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-07-19 – 2012-07-21
    • Invited
  • [Presentation] Glycolytic genes as the targets of Ad4BP/SF-12012

    • Author(s)
      Ken-ichirou Morohashi
    • Organizer
      15th Conference on the adrenal cortex, Adrenal 2012
    • Place of Presentation
      Texas
    • Year and Date
      2012-06-19 – 2012-06-22
    • Invited
  • [Presentation] Functional characterization of fetal Leydig cells by cell-specific disruption of Ad4BP/SF-1 gene2012

    • Author(s)
      Yuichi Shima
    • Organizer
      Sixth International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
    • Place of Presentation
      Hawaii
    • Year and Date
      2012-04-23 – 2012-04-27
  • [Presentation] 胎仔ライディッヒ細胞と成獣ライディッヒ細胞の異質性について2012

    • Author(s)
      諸橋 憲一郎
    • Organizer
      第85回日本内分泌学会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-04-19 – 2012-04-22
    • Invited
  • [Presentation] 核内受容体 Ad4BP/SF-1 の副腎皮質における新たな機能2012

    • Author(s)
      馬場 崇
    • Organizer
      第85回日本内分泌学会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-04-19 – 2012-04-22
    • Invited
  • [Remarks] 領域ホームページ

    • URL

      http://www.seisa.med.kyushu-u.ac.jp

  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.med.kyushu-u.ac.jp/seisaseibutu/

URL: 

Published: 2018-02-02  

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