2017 Fiscal Year Research-status Report
ヒト腎臓由来iPS細胞のゲノムワイドメチル化解析による新規腎系統分化誘導因子同定
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16K09602
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高瀬 敦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (60265684)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱川 慶一 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (50255460)
辻村 太郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (90741893)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 腎臓由来iPS細胞 / Epigenetic memory / DNAメチル化解析 / DNA マイクロアレイ解析 / 腎系統分化誘導遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、これまで線維芽細胞由来iPS細胞（F-iPS）と腎上皮細胞由来iPS細胞（K-iPS）のゲノムワイドなエピゲノムDNAメチル化解析とMicroarray解析で、元細胞からiPS細胞へ引き継がれるエピジェネティクスな記憶遺伝子を比較検討した。メチル化解析より導かれた腎臓記憶遺伝子を同定した後、その蛋白発現をMicroarray解析で繰り返し確認するが、DNAメチル化と蛋白発現が一致して動く遺伝子は決して多くなかった。これは、エピジェネティクスの遺伝子発現調整がDNAメチル化だけではなく、可逆性のあるヒストン修飾、クロマチン再構築、非翻訳RNAなどがエピジェネティックス全体を制御すると考えられている事から、他の制御系が働いた可能性も考えられた。今後は、他のエピジェネティクス制御系因子と蛋白発現から有力遺伝子を同定する必要があると考えられた。
更に、iPS細胞の腎系統分化誘導因子の同定のため、元細胞と各iPS化細胞のメチル化解析だけでなく、これまで用いた2種類の腎系統特異的分化誘導法（中間中胚葉系誘導：Nat Commun. 201３;4:1367、体軸幹細胞系誘導Cell Stem Cell. 2014;14(1):53-67）にて、腎系統へ誘導した各iPS誘導細胞のメチル化解析、Microarray発現解析を比較検討した。各iPS化のメチル化解析により同定された腎臓記憶遺伝子の中で、更に腎系統特異的分化誘導において、有力である遺伝子がいくつか同定する事ができた。
以上の研究成果は、2017年度の日本再生医療学会、日本腎臓学会、日本抗加齢医学会、生命科学系学会合同年次大会などで報告している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
DNAメチル化解析、マイクロアレイ解析にて遺伝子レベルと蛋白発現レベルで相違があり、繰り返し解析するも遺伝子から発現が一致したものは決して多くはなかった。これは、エピジェネティクスの遺伝子発現調整がDNAメチル化だけではなく、可逆性のあるヒストン修飾、クロマチン再構築、非翻訳RNAなどがエピジェネティックス全体を制御すると考えられている事から、他の制御系が働いた可能性も考えられた。
また、2つの腎系統分化誘導法を用いた各iPS誘導細胞も同様に解析し、こちらは順調に解析でき、進展しているものと考えます。
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| Strategy for Future Research Activity |
各細胞からiPS化する際のEpigenetic memoryに関して、DNAメチル化だけがエピジェネティックスを制御しているのではない事がわかった。また、腎系統分化誘導法を用いた各iPS誘導細胞の解析を加えた事より、元細胞、iPS細胞、腎系統分化誘導iPS細胞の一連の遺伝子発現がわかったので、今後は解析を重ねてiPS細胞の新規腎系統分化誘導遺伝子の同定を進める。また、同定した遺伝子をターゲットとして、各iPS細胞へsiRNAやレトロウイルスシステムで強制的にON、OFFすることにより、発生過程に倣わないヒトiPS細胞からの新たな腎臓系統への分化誘導法を検証・開発する。
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| Causes of Carryover |
予定していた2017年度米国腎臓学会へ都合により参加できなかったため、2018年度は当該の学会を予定する。
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