2013 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | Molecular mechanisms for establishment of sex differences. |
Project/Area Number |
22132004
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Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
Principal Investigator |
緒方 勤 浜松医科大学, 医学部, 教授 (40169173)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
筒井 和義 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (20163842)
深見 真紀 独立行政法人国立成育医療研究センター, その他部局等, その他 (40265872)
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Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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Keywords | 性差構築 / ヒト疾患解析 / 性分化疾患 / MAMLD1 / ゲノム・エピゲノム解析 / 高密度アレイCGH解析 / 次世代シークエンサー解析 / 新規遺伝子 |
Research Abstract |
本年度における主たる成果は以下の通りである。 (1) 新規男児外性器異常発症責任遺伝子BHLHA9の解析:われわれは、裂手裂足症発症遺伝子BHLHA9が、胎児期マウスの外性器においても発現し、これに一致して、尿道下裂・停留精巣患者においてBHLHA9の変異と重複を見出した。これは、性ステロイド非依存性の性差構築機序の解明に大きく寄与する。そして、裂手裂足症27家系において、完全に同一融合点と種々のハプロタイプパターンを伴うBHLHA9を含む約200 kbの重複をみいだし、本邦において複製過程で生じた重複がその後の組み替えによりハプロタイプの多様性を獲得しながら拡散していることを見いだした。また、FGFR1がゴナドトロピン分泌不全と裂手裂足症を生じることを見いだした。 (2) MAMLD1ノックアウトマウス解析:MAMLD1は、2006年にわれわれが同定した性分化疾患(尿道下裂)責任遺伝子である。昨年度、雄ノックアウトマウスが正常表現型であることを見いだしたが、本年度は雌ノックアウトマウスが、胎仔の下のタイプとは無関係に、プロゲステロン産生低下による分娩遅延・停止を生じることを見いだした。この成果は、分娩発症機序の解明に大きく貢献するものである。 (3) SRY陽性45,Xおよび46,XX患者の解析:5例の解析から、Xp;Yp転座が種々の領域で生じるものの、Y短腕逆位がPRKX-PRKYを介する転座発症の基盤となっていること、また、性的表現型の多様性が、複数の成因によるに起因することを見いだした。 (4) 次世代シークエンサーおよび全ゲノムアレイ解析:原発性および続発性性分化疾患患者約200例の解析を終了し、多数の変異ならびにコピー数異常を見いだした。現在、変異の確認と機能解析を進めている。ここではbackdoor pathwayに関与する遺伝子も網羅的に解析している。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下の成果が挙げられていることによる。(1) 本新学術領域の最大の目的である性ステロイド非依存性および性ステロイド依存性の性差構築機序に関わる因子を同定した。特に、性ステロイド非依存性性差構築機序の遺伝的因子として、指趾・四肢と外性器の形成に共通するBHLHA9を見いだし、これを含む約200 kbの重複が本邦創始者効果として形成され、伝搬していることを見いだたことは特筆に値する。同様に、性ステロイド依存性の性差構築機序に関わる因子としてbackdoor pathwayというテストステロンを介さずにジヒドロテストステロンを産生する経路がヒトにおいても作動していることを見いだし、これが正常男児の男性化と副腎疾患陽性女児の男性化に関与することをみいだした。(2)次世代シークエンサー解析と全ゲノム高密度アレイCGH解析を約200例の患者データ終了し、多数の変異あるいはコピー数異常とともに、oligogenecityの関与を同定している。これは、本新学術領域発足時に掲げた目標である網羅的遺伝子解析による遺伝的異質性と臨床的多様性の発症機序解明に直結する。(3) ゲノム疾患としての性分化疾患をPOR異常症、アロマターゼ過剰症、SOX9異常症において見出した。(4) 2006年にわれわれが同定した性分化疾患(尿道下裂)責任遺伝子MAMLD1の機能解析を着実に進めている。特に、本年度見いだしたメスノックアウトマウスにおける分娩障害は、世界初のデータである。(5) この他に、インプリンティング疾患であるIMAGe 症候群におけるCDKN1C変異の同定と性分化疾患発症機序の解明、SRY (+) 45,Xあるいは46,XX精巣性性分化疾患発症機序の解明などが進展した。
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Strategy for Future Research Activity |
性分化疾患のゲノム・エピゲノム解析として、下記を重視して行い、性差構築機序の解明を目指す。(1)新規男児外性器異常発症責任遺伝子BHLHA9の解析:現在までに集積した外性器正常および異常の患者皮膚組織を用いてBHLHA9の発現量を比較すると共に、モルフォリーノを用いたノックダウン実験をメダカで行い、重複と鏡像の表現型を観察する。また、現在共同研究者がBHLHA9 transgenic mouseを作成中であり、これにより、BHLHA9シグナル伝達経路の解明を進める。(2)テストステロンを介さない新規男性ホルモン産生経路Backdoor Pathwayの解析:Backdoor Pathwayに関与する酵素の発現を、マウス胎児精巣、胎児副腎で検討する。また、下記のように、この経路に関与する遺伝子解析を網羅的に実施する。(3)次世代シークエンサーおよび全ゲノムアレイ解析:特にBackdoor Pathwayに関与する遺伝子を現在までに集積した全検体で解析する。また、変異が同定された患者において機能解析を行うとともに、oligogenecityの関与を詳細に検討する。(4)性差構築遺伝子の機能解析:現在までににターゲットエンリッチメント解析で変異が同定された性差構築候補遺伝子の機能を、レポーターアッセイ、培養細胞やメダカを用いたノックダウン実験、蛋白局在解析、免疫沈降、アレイ発現解析で解析する。(5)性分化疾患患者におけるエピゲノム解析:現在までに集積した性分化疾患患者の外性器皮膚組織の繊維芽細胞を用いて、外性器で発現しているSRF\D5A2, ARを主にメチル化解析を行う。(6)MAMLD1ノックアウトマウス解析:雌ノックアウトマウスの卵巣におけるステロイド産生パターンおよびステロイド代謝酵素責任遺伝子の発現量を検討し、プロゲステロン産生低下が生じる機序を解明する。
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Research Products
(113 results)
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[Journal Article] IMAGe syndrome: clinical and genetic implications based on Iinvestigations in three Japanese patients.2014
Author(s)
Kato F, Hamajima T, Hasegawa T, Amano N, Horikawa R, Nishimura G, Nakashima S, Fuke T, Sano S, Fukami M, Ogata T
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Journal Title
Clin Endocrinol
Volume: 80 (5)
Pages: 706-713
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Rationale and study design of the Japan environment and children’s study (JECS)2014
Author(s)
Kawamoto T, Nitta H, Murata K, Toda E, Tsukamoto N, Hasegawa M, Yamagata Z, Kayama F, Kshi R, Ohya Y, Saito H, Sago H, Okuyama M, Ogata T, Yokoya S, Koresawa Y, Shibata Y, Nakayama S, Michikawa T, Takeuchi A, Saitoh H
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Journal Title
BMC Public Health
Volume: 14
Pages: 25
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Mutation Spectrum and Phenotypic Variation in Nine Patients with SOX2 abnormalities.2014
Author(s)
Fukami M*, Suzuki J, Azuma N, Dateki S, Soneda S, Muroya K, Yamamoto Y, Saito R, Sano S, Nagai T, Wada H, Endo A, Urakami T, Ogata T:
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Journal Title
J Hum Genet
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] A missense single-nucleotide polymorphism in the sialic acid acetyl esterase gene is associated with anti-PIT-1 antibody syndrome.2014
Author(s)
Yamamoto M, Iguchi G, Bando H, Fukuoka H, Suda K, Takahashi M, Nishizawa H, Matsumoto R, Tojo K, Mokubo A, Ogata T, Takahashi Y*
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Journal Title
Endocr J
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] TBX1 Mutation Identified by Exome Sequencing in a Japanese Family with 22q11.2 Deletion Syndrome-like Craniofacial Features and Hypocalcemia.2014
Author(s)
Ogata T*, Niihori T, Tanaka N, Kawai M, Nagashima T, Funayama R, Nakayama K, Nakashim S, Kato F, Fukami M, Aoki Y, Matsubara Y
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9
Pages: e91598
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genome-wide parent-of-origin DNA methylation analysis reveals the intricacies of the human imprintome and suggests a germline methylation independent establishment of imprinting.2014
Author(s)
Court F, Tayama C, Romanelli V, Martin-Trujillo A, Iglesias-Platas I, Okamura K, Sugahara N, Simon C, Moore H, Harness J, Keirstead H, Vicente Sanchez-Mut J, Kaneki E, Lapunzina P, Soejima H, Wake N, Esteller M, Ogata T, Hata K, Nakabayashi K, Monk D*
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Journal Title
Genome Res
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A. Caraty, Differential expressions of RFamide-related peptide, a mammalian gonadotropin-inhibitory hormone ortholog, and kisspeptin in the hypothalamus of Abadeh ecotype does during breeding and anestrous seasons2014
Author(s)
M. R. J. Shirazi, M. J. Zamiri, M. S. Salehi, S. Moradi, A. Tamadon, M. R. Namavar, A. Akhlaghi, K. Tsutsui
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Journal Title
J. Neuroendocrinol
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Comprehensive and quantitative multilocus methylation analysis reveals the susceptibility of specific imprinted differentially methylated regions (DMRs) to aberrant methylation in Beckwith-Wiedemann syndrome with epimutations.2013
Author(s)
Maeda T, Higashimoto K, Jozaki K, Yatsuki H, Nakabayashi K, Makita Y, Tonoki H, Okamoto N, Takada F, Ohashi H, Migita M, Kosaki R, Matsubara K, Ogata T, Matsuo M, Hamasaki Y, Ohtsuka Y, Nishioka K, Joh K, Mukai T, Hata K, Soejima H*
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Journal Title
Genet Med
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] De novo frameshift mutation in fibroblast growth factor 8 in a male patient with gonadotropin deficiency2013
Author(s)
Suzuki E, Yatsuga S, Igarashi M, Miyado M, Nakabayashi K, Hayashi K, Hata K, Umezawa A, Yamada G, Ogata T, Fukami M*
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Journal Title
Horm Res Paediatr ,
Volume: 81
Pages: 139-144
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genomic basis of aromatase excess syndrome: recombination- and replication-mediated rearrangements leading to CYP19A1 overexpression.2013
Author(s)
Fukami M*, Tsuchiya T, Vollbach H, Brown KA, Abe S, Ohtsu S, Wabitsch M, Gurger H, Sompson ER, Emezawa A, Nakabayashi K, Bulun SE, Shozu M, Ogata T
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Journal Title
J Clin Endocrinol Metab
Volume: 98
Pages: E2013-2021
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A novel de novo point mutation of OCT-binding site in the IGF2/H19-imprinting control region in a patient with Beckwith-Wiedemann syndrome.2013
Author(s)
Higashimoto K, Jozaki K, Kosho T, Matsubara K, Sato T, Yamada D, Yatsuki H, Maeda T, Ohtsuka Y, Nishioka K, Joh K, Koseki H, Ogata T, SoejimaH*
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Journal Title
Clin Genet
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The lipid fraction of human milk initiates adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells.2013
Author(s)
Fujisawa Y*, Yamaguchi R, Nagata E, Satake E, Sano S, Matsushita R, Kitsuta K, Nakashima S, Nakanishi T, Nakagawa Y, Ogata T
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Journal Title
Early Hum Dev
Volume: Epub ahead of print
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A 68-year-old phenotypically male patient with 21-hydroxylase deficiency and concomitant adrenocortical neoplasm producing testosterone and cortisol.2013
Author(s)
Hayashi M*, Kataoka Y, Sugimura Y, Kato F, Fukami M, Ogata T, Homma K, Hasegawa T, Oiso Y, Sasano H, Tanaka H
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Journal Title
Tohoku J Exp Med
Volume: 231
Pages: 75-84
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cryptic genomic rearrangements in three patients with 46,XY disorders of sex development.2013
Author(s)
Igarashi M, Dung VC, Suzuki E, Ida S, Nakacho M, Nakabayashi K, Mizuno K, Hayashi Y, Kohri K, Kojima Y, Ogata T, Fukami M*
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e68194
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Gain-of-function mutations in RIT1 cause Noonan syndrome, a RAS/MAPK pathway syndrome.2013
Author(s)
Aoki Y*, Niihori T, Banjo T, Okamoto N, Mizuno S, Kurosawa K, Ogata T, Takada F, Yano M, Ando T, Hoshika T, Barnett C, Ohashi H, Kawame H, Hasegawa T, Okutani T, Nagashima T, Hasegawa S, Funayama R, Nagashima T, Nakayama K, Inoue S, Watanabe Y, Ogura T, Matsubara Y
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Journal Title
Am J Hum Genet
Volume: 93
Pages: 173-180
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Human glutathione S-transferase A (GSTA) family genes are regulated by steroidogenic factor 1 (SF-1) and are involved in steroidogenesis.2013
Author(s)
Matsumura T, Imamichi Y, Mizutani T, Ju Y, Yazawa T, Kawabe S, Kanno M, Ayabe T, Katsumata N, Fukami M, Inatani M, Akagi Y, Umezawa A, Ogata T, Miyamoto K
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Journal Title
FASEB J
Volume: 27
Pages: 3198-3208
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular and clinical studies in 138 Japanese patients with Silver-Russell syndrome.2013
Author(s)
Fuke T, Mizuno S, Nagai T, Hasegawa T, Horikawa R, Miyoshi Y, Muroya K, Kondoh T, Numakura C, Sato S, Nakabayashi K, Tayama C, Hata K, Sano S, Matsubara K, Kagami M, Yamazawa K, Ogata T*
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e60405
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A genetically female brain is required for a regular reproductive cycle in chicken brain chimeras2013
Author(s)
F. Maekawa, M. Sakurai, Y. Yamashita, K. Tanaka, S. Haraguchi, K. Yamamoto, K. Tsutsui, H. Yoshioka, S. Murakami, R. Tadano, T. Goto, J. Shiraishi, K. Tomonari, T. Oka, K. Ohara, T. Maeda, T. Bungo, M. Tsudzuki, H. Ohki-Hamazaki
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Journal Title
Nat. Commun
Volume: 4
Pages: 1372
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Contribution of Leydig and Sertoli cells to testosterone production in mouse fetal testes2013
Author(s)
Y. Shima, K. Miyabayashi, S. Haraguchi, T. Arakawa, H, Otake, T. Baba, S. Matsuzaki, Y. Shishido, H. Akiyama, T. Tachibana, K. Tsutsui, K. Morohashi
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Journal Title
Mol. Endocrinol
Volume: 27
Pages: 63-67
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] dentification, localization and function of a novel neuropeptide, 26RFa, and its cognate receptor, GPR103 in the avian hypothalamus2013
Author(s)
K. Ukena, T. Tachibana, Y. Tobari, J. Leprince, H. Vaudry, K. Tsutsui, Review
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Journal Title
Gen. Comp. Endocrinol
Volume: 190
Pages: 42-46
DOI
Peer Reviewed
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