Functional analysis of bovine endogenous retrovirus to improve pregnancy rate

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07697
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 櫻井 敏博 東京理科大学, 薬学部薬学科, 助教 (70568253)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 内在性レトロウイルス / ウシ / 胎盤

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類は原基となる胎生機能を基盤に新たな遺伝子を獲得し、既存の遺伝子の機能を置換させ、種特異的な胎盤形態となっていった。その新たな遺伝子とは、進化の過程で感染し、内在化したレトロウイルス由来の遺伝子であると考えた。そこで、ウシ着床周辺期胚を用いてトランスクリプトーム解析を行い、着床周辺期の胚において発現するウシ内在性レトロウイルス（BERV）を以下の条件下で探索した。①オープンリーディングフレームが少なくとも100個のアミノ酸をコードするあるいは少なくとも1つの膜貫通ドメインをもつBERV由来の塩基配列だと考えられる遺伝子、②トランスクリプトーム解析に用いたウシ胚（妊娠17、20および22日）のうち、少なくとも2日において発現する遺伝子を抽出した。その結果、着床周辺期胚で発現する10種のBERVを見出した。そのうち、胎盤形成に重要なWNTシグナルによって誘導されるBERVを世界で初めて同定し、BERV-K3と命名した。BERV-K3は、哺乳類が進化の過程で胎盤を獲得するにあたり新たにゲノムに挿入されたPEG10と同様にCCHC型ジンクフィンガードメインを有するGag/Pol由来であった。BERV-K3は着床後の胎盤形成期胚に特異的に発現するだけでなく、腎や腸管、肝臓、皮膚といった組織においても発現していた。BERV-K3の機能解析を検討したが、本申請期間内ではBERV-K3の機能を解明することができなかった。また別のBERVとして、第6染色体に存在し、着床前の胚特異的に発現する遺伝子を見出した。このBERVもまたGag/Pol由来であった。このBERVに関しても、本申請期間内では機能を明らかにすることができなかった。本研究成果により、ウシ胚および胎盤に発現するBERVを見出すことができた。そして、これらBERVがウシ特有の妊娠形態の一端を担うことが予想された。

Research Products

• [Journal Article] own-regulation of transcription factor OVOL2 contributes to epithelial-mesenchymal transition in a noninvasive type of trophoblast implantation to the maternal endometrium (2018)
  • Author(s): Bai R, Kusama K, Nakamura K, Sakurai T, Kimura K, Ideta A, Aoyagi Y, Imakawa K.
  • Journal Title: FASEB J Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1096/fj.201701131RR.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intrauterine exosomes are required for bovine conceptus implantation (2018)
  • Author(s): Kusama K, Nakamura K, Bai R, Nagaoka K, Sakurai T, Imakawa K.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 495 Pages: 1370-1375
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2017.11.176.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The DNA methylation profile of liver tumors in C3H mice and identification of differentially methylated regions involved in the regulation of tumorigenic genes (2018)
  • Author(s): Matsushita J, Okamura K, Nakabayashi K, Suzuki T, Horibe Y, Kawai T, Sakurai T, Yamashita S, Higami Y, Ichihara G, Hata K, Nohara K.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1186/s12885-018-4221-0.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exposure of Mice to 1,2-Dichloropropane Induces CYP450-Dependent Proliferation and Apoptosis of Cholangiocytes. (2018)
  • Author(s): Zhang X, Zong C, Zhang L, Garner E, Sugie S, Huang C, Wu W, Chang J, Sakurai T, Kato M, Ichihara S, Kumagai S, Ichihara G.
  • Journal Title: Toxicol Sci Volume: 162 Pages: 559-569
  • DOI: doi: 10.1093/toxsci/kfx272.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Novel endogenous retrovirus-derived transcript expressed in the bovine placenta is regulated by WNT signaling. (2017)
  • Author(s): Sakurai T, Nakagawa S, Bai H, Bai R, Kusama K, Ideta A, Aoyagi Y, Kaneko K, Iga K, Yasuda J, Miyazawa T, Imakawa K.
  • Journal Title: Biochem J Volume: 474 Pages: 3499-3512
  • DOI: doi: 10.1042/BCJ20170531.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] アクリルアミドの中枢神経毒性における神経炎症の役割 (2018)
  • Author(s): 長谷川莉慧霞, 宗才, 漆谷真, 大迫誠一郎, 櫻井敏博, 市原学
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] マクロファージと共培養したヒト胆管細胞において1,2-ジクロロプロパン曝露はAIDの発現を増加させる (2018)
  • Author(s): 宗才, 木村優介, 木下和生, 高巣成惟, 張驍,櫻井敏博, 市原佐保子, 市原学
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] ジクロロプロパンはマクロファージ共存下胆管細胞の遺伝子改変酵素 mRNA 発現を誘導する (2018)
  • Author(s): 木村優介、宗才、木下和生、高巣成惟、市原佐保子、櫻井敏博、圓藤吟次、市原学
  • Organizer: 第88回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] アクリルアミド中枢神経毒性における神経炎症の役割 (2018)
  • Author(s): 長谷川莉慧霞1、宗才、漆谷真、大迫誠一郎、櫻井敏博、市原学
  • Organizer: 第88回日本衛生学会学術総会
• [Presentation] ソフトな親電子性物質アクリルアミドの中枢神経毒性におけるミクログリアの役割 (2018)
  • Author(s): 長谷川莉慧霞、宗才、漆谷真、大迫誠一郎、櫻井敏博、市原学
  • Organizer: 第17回分子予防環境医学研究会
• [Presentation] Exposure to 1,2-Dichloropropane increases expression of activation-induced cytidine deaminase in human cholangiocytes co-cultured with macrophages (2018)
  • Author(s): 宗才、木村優介、木下和生、高巣成惟、張驍、櫻井敏博、園藤吟史、市原佐保子、市原学
  • Organizer: 第17回分子予防環境医学研究会
• [Presentation] Role of Microglial Activation and Neuroinflammation in Neurotoxicity of Acrylamide, an Environmental Soft Electrophile (2018)
  • Author(s): Rieka Hasegawa, Cai Zong, Makoto Urushitani, Toshihiro Sakurai, Seiichiro Osako, Gaku Ichihara
  • Organizer: The Society of Toxicology 57th annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Exposure to 1,2-dichloropropane increases expression of activation-induced cytidine deaminase (AID) in human cholangiocytes co-cultured with macrophages (2018)
  • Author(s): Yusuke Kimura, Cai Zong, Kazuo Kinoshita, Shigetada Takasu, Xiao Zhang, Toshihiro Sakurai, Sahoko Ichihara, Gaku Ichihara
  • Organizer: The Society of Toxicology 57th annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Down-regulation of a transcription factor OVOL2 initiates EMT-related gene expression in the bovine trophoblasts (2017)
  • Author(s): BAI Rulan, KUSAMA Kazuya, SAKURAI Toshihiro, IMAKAWA Kazuhiko
  • Organizer: 50th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of decidual proractin through EPAC-mediated CCAAT/enhancer binding protein beta (C/EBP-b) in endometrial stromal cells (2017)
  • Author(s): Kazuhiro Tamura, Mikihiro Yoshie, Kazuya Kusama, Hanako Bai, Toshihiro Sakurai, Kazuhiko Imakawa, Hirotaka Nishi, IsakaKeiichi Isaka, Eiichi Tachikawa
  • Organizer: Fourth World Congress of Reproduction Biology (WCRB2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アクリルアミド中枢神経毒性における神経炎症の役割に関する実験的研究 (2017)
  • Author(s): 長谷川莉慧霞、宗才、櫻井敏博、大迫誠一郎、市原学
  • Organizer: 日本産業衛生学会 第45 回産業中毒生物学的モニタリング研究会