2016 Fiscal Year Annual Research Report
DNAメチル化に着目した「エピゲノム記憶」の分子機構と機能的意義の解明
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16H05331
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
小川 佳宏 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (70291424)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エピゲノム記憶 / FGF21遺伝子 / DNAメチル化 / PPARα |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①FGF21遺伝子に焦点を当てたエピゲノム記憶の分子機構の解明
野生型マウス（C57/B6J）の肝臓におけるFGF21遺伝子のDNAメチル化状態を、バイサルファイトシークエンス法により、胎仔期後期（E14.5）、生後2日（D2）、16日（D16）、4週（4W）、10週（10W）および14 週（14W）の時点で検討した。その結果、E14.5からD16までの間に同遺伝子のDNA脱メチル化が進行し、D16までに形成された同遺伝子のDNAメチル化状態は4、10、14Wでは変化せず、乳仔期までに一旦形成された同遺伝子のDNAメチル化状態は成獣期まで維持されていた。同遺伝子のDNA脱メチル化は核内受容体PPARα欠損（ノックアウト）マウスでは認められず、PPARαの人工リガンドであるWy14643を妊娠後期～授乳期の母獣マウスに投与すると、産仔マウスの肝臓における同遺伝子のDNA脱メチル化が促進されることが明らかとなった。以上により、マウス肝臓におけるFGF21遺伝子のDNA脱メチル化はPPARα依存性であることが示唆された。成獣期にWy14643をマウスに投与してもFGF21遺伝子のDNA脱メチル化は誘導されず、マウス肝臓における同遺伝子のDNA脱メチル化は乳仔期特異的であることが示唆された。
②FGF21遺伝子に焦点を当てたエピゲノム記憶の機能的意義の解明
FGF21遺伝子のDNAメチル化状態の差異は、定常状態における遺伝子発現には影響を与えなかったが、成獣期にWy14643の一時的な投与や絶食などでPPARαを活性化すると、同遺伝子のDNA脱メチル化が進んでいるとその反応性の発現が有意に上昇した。以上により、同遺伝子のDNAメチル化状態はPPARα活性化刺激に対する遺伝子発現の応答性を規定していると考えられた。
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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
平成28年度は、FGF21遺伝子のDNAメチル化変化を胎仔期から成獣期まで経時的に評価することができ、「エピゲノム記憶遺伝子」としての特徴を明らかにすることができた。更にFGF21遺伝子のDNAメチル化状態の機能的意義も明らかにすることができ、研究計画は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
①FGF21遺伝子に焦点を当てたエピゲノム記憶の分子機構の解明
平成29年度は、免疫クロマチン沈降法（ChIPアッセイ法）により、PPARαやRXRαなどの転写因子、PPARγCoactivator-1α（PGC1α）などの転写共役因子、ten eleven translocation（TET）やmethylated DNA-binding domain protein（MBD）、thymine DNA glycosylase（TDG）などのDNA脱メチル化関連因子、DNA methyltransferase（Dnmt）などのDNAメチル化酵素がFGF21遺伝子のプロモーター領域に存在するPPARα結合配列あるいは近傍にどのようにリクルートされるのかを経時的に検討する。これらのDNAメチル化関連蛋白質がPPARαに結合して塩基配列特異的にリクルートされるのか否かを検討する。抗ヒストン抗体を用いてヒストン修飾を経時的に検討する。以上により、胎仔期～乳仔期のマウス肝臓においてPPARα依存的に誘導されるDNA 脱メチル化と成獣期までエピゲノム記憶される分子機構を明らかにする。
②FGF21遺伝子に焦点を当てたエピゲノム記憶の機能的意義の解明
前年度の検討により、FGF21遺伝子のDNAメチル化状態は、一時的なPPARα活性化刺激に対する遺伝子発現の応答性を規定していると考えられた。高脂肪食負荷は長期にかつ持続的にPPARαを活性化することが知られている。次年度には、Wy14643を妊娠後期～授乳期に投与した母獣マウスからの産仔マウスと母獣にDMSOを投与した対照群の産仔マウスの成獣期に60％高脂肪食負荷を10週間給餌し、FGF21遺伝子のDNAメチル化状態が代謝表現型にどのような影響を与えるかを検討する。
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[Presentation] 私の肥満研究2016
Author(s)
小川佳宏
Organizer
第37回日本肥満学会
Place of Presentation
東京ファッションタウン（東京都・江東区）
Year and Date
2016-10-07 – 2016-10-08
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