Influence of epigenetic regulation breakdown on maxillofacial development

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11780
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 東堀 紀尚 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50585221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 起穂 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (20596233) ; 門田 千穂 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 特任助教 (30736658)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: エピジェネティック / ヒストンメチル化酵素 / 顎顔面発生 / 口蓋裂 / メッケル軟骨

Outline of Annual Research Achievements

質的変化がダイナミックに生じる発生過程ではエピジェネティックな変化が頻繁に起きており、エピジェネティックな破綻が与える生命への影響は多大である。我々は、ヒストンメチル化酵素の一つであるSetdb1 の顎顔面発生過程への影響を調べるため、神経堤細胞特的にノックダウンさせたマウス(Setdb1 CKO) を作製した。
メッケル軟骨は通常発生過程が進行するにつれて消失していくが、Setdb1 CKOでは軟骨細胞の肥大化を伴うメッケル軟骨の増大を認めた。Setdb1 CKOのメッケル軟骨での増殖能は有意に亢進していた。Setdb1 CKOのメッケル軟骨においてはSMAD依存性のBMPシグナルが有意に増加した。以上のことより、Setdb1 によるエピジェネティクス機構がメッケル軟骨の発生に必須である可能性が示された。また、Setdb1 CKOに認められる口蓋裂は、形態的特徴から鑑みると増殖能もしくは細胞死に何らかの影響があると考えられたため、BrdUの取り込み能、TUNEL解析を行ったところ、明らかな増殖能の低下がみられた。これは、メッケル軟骨とは異なる結果であり、Setdb1の組織特異的な作用が疑われる。
平成３０年度は、網羅的にSetdb1のターゲット遺伝子を解析するため、Setdb1 CKOの口蓋よりmRNAを採取する方法を検討した。増殖能が低下しているSetdb1 CKOは小さく、マイクロアレイを行うのに十分量のmRNAが採取できなかった。そのため、野生型のマウス口蓋から細胞を採取し、培養、その後、micro RNAを用いSetdb1をノックダウンさせ、その影響を検討中である。
以上より、同じ神経堤細胞由来の組織においてもSetdb1の役割が異なる可能性が示唆され、今後は、どのように各組織においてSetdb1が遺伝子発現の制御を行っているのかを検討する予定にしている。