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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Effect of epigenetic aberrations on germ cells and interchromosomal coordination of gene expression in mouse spermatogenesis

Research Project

Project/Area Number 16K15173
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

小路 武彦  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (30170179)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴田 恭明  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (80253673)
遠藤 大輔  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (90516288)
末松 貴史  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 技術職員 (70264249)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
KeywordsDNAメチル化 / ヒストン修飾 / アポトーシス / PGK1 / PGK2 / in situ PCR / 精子形成過程 / マウス精巣
Outline of Annual Research Achievements

正常精巣でのHELMETによるCCGG配列のメチル化レベルは、5-メチルシトシン(5MC)発現と異なり、精祖細胞から精子細胞へ徐々に増大するがステップ11-12で突然減少に転じ、精子では最低となった。GATCGのメチル化は、その核内分布パターンがCCGGと大きく異なるが、同様にアポトーシス細胞での顕著な脱メチル化が見出された。5-azadC投与モデルでは、CCGG及びDNAの低メチル化は精祖細胞のみで認められ、精祖細胞死誘導への関与が判明した。また増大したPCNA陽性細胞はSCP-3陽性で精母細胞と判定され、ステージXIIの分裂時にアポトーシスを生じた。この5-azadCの2様の作用は、Dnmt1とDnmt3a及び3bの発現パターンの差異によることが示唆された。Dnmt1のshRNAを用いたノックダウン実験では、5MCの低下と共にパキテン期精母細胞での顕著な染色体分布異常が誘起され、クロマチン分布制御へのDNAメチル化の重要性が明らかになった。HDAC阻害剤バルプロ酸投与モデルでは、初期精子細胞に特異的に障害を与えるNaフェニルブチル酸と異なり、精祖細胞死を顕著に誘導した。SAHAも精祖細胞死を生じたが、エピゲノムには関係せず酸化ストレスの増大によった。HATのノックダウン実験では、新生仔精巣を用い、SRC-1、GCN5及びELP-3に特異的shRNAベクターを電気穿孔法で遺伝子導入した。その結果、SRC-1の場合のみでアセチル化H3K9の消失と後期精子細胞死が検出された。更に、エピゲノム変異マウスモデルでクロマチンの分布パターンを検討するため、確立した条件でPGK1 とPGK2 の遺伝子局在をin situ PCR により解析したが、切片では両者の位置関係の変化と様々な生殖細胞障害との関連は必ずしも明確ではなかった。今後、単離生殖細胞での同様の検討が必要と思われる。

  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of H3K27me3 expression and DNA methylation at CCGG sites in smoking and non-smoking patients with non-small cell lung cancer and their clinical significance.2018

    • Author(s)
      Zhu K, Deng Y, Weng G, Hu D, Huang C, Matsumoto K, Nagayasu T, Koji T, Zheng X, Jiang W, Lin G, Cai Y, Weng G, Chen X
    • Journal Title

      Oncol Lett

      Volume: 15 Pages: 6179-6188

    • DOI

      10.3892/ol.2018.8100

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Changes in DNA methylation of oocytes and granulosa cells assessed by HELMET during folliculogenesis in mouse ovary.2018

    • Author(s)
      Liu J, Zhang W, Wu Z, Dai L, Koji T
    • Journal Title

      Acta Histochem Cytochem

      Volume: 51 Pages: -

    • DOI

      10.1267/ahc.17039

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of joint immobilization on changes in myofibroblasts and collagen in the rat knee contracture model.2017

    • Author(s)
      Sasabe R, Sakamoto J, Goto K, Honda Y, Kataoka H, Nakano J, Origuchi T, Endo D, Koji T, Okita M
    • Journal Title

      J Orthop Res

      Volume: 35 Pages: 1998-2006

    • DOI

      10.1002/jor.23498

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Possible involvement of hypoacetylation of histone H3K9 in estrogen-dependent transdifferentiation of LH cells to PRL cells in male mouse pituitary.2018

    • Author(s)
      Nandar Tun, Myat Thu Soe, Endo D, Shibata Y, Koji T
    • Organizer
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] Possible involvement of hypoacetylation of histone H3K9 in estrogen-dependent transdifferentiation of LH cells to PRL cells in male mouse pituitary.2018

    • Author(s)
      Nandar Tun, Myat Thu Soe, Endo D, Shibata Y, Koji T
    • Organizer
      46th Myanmar Health Research Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simultaneous detection of multiple mRNAs using FRET based molecular beacon probes by in situ hybridization.2017

    • Author(s)
      Choijookhuu N, Ishizuka T, Xu Y, Koji T, Hishikawa Y
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第60回記念シンポジウム
  • [Presentation] 分子組織細胞化学の最新の進歩と形態学の未来。2017

    • Author(s)
      小路武彦
    • Organizer
      神奈川歯科大学学会第52回総会
    • Invited
  • [Presentation] 精子形成過程に於けるエピゲノム動態とその意義。2017

    • Author(s)
      小路武彦
    • Organizer
      第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会
    • Invited
  • [Presentation] マウス精子形成細胞核におけるPGK遺伝子座の分布変化とmRNA発現解析 -In situ PCR並びにIn situハイブリダイゼーションを用いて-。2017

    • Author(s)
      柴田恭明、遠藤大輔、小路武彦
    • Organizer
      第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会
    • Invited
  • [Presentation] マウス精母細胞に於けるDnmt1発現抑制が共局在因子の核内発現に及ぼす影響の解析。2017

    • Author(s)
      遠藤大輔、柴田恭明、小路武彦
    • Organizer
      第58回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • [Presentation] Differentiation-dependent changes in DNA methylation and histone H3 acetylation: Possible roles of these epigenetic factors in mouse spermatogenesis.2017

    • Author(s)
      Koji T
    • Organizer
      The 12th China-Japan Joint Seminar on Histochemistry and Cytochemistry
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エピジェネティック因子:細胞動態の新たな組織細胞化学的パラメーター。2017

    • Author(s)
      小路武彦
    • Organizer
      第36回分子病理学研究会
    • Invited
  • [Book] ライフサイエンス 顕微鏡学ハンドブック2018

    • Author(s)
      小路武彦
    • Total Pages
      344
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-31094-8 C3047
  • [Remarks] 組織細胞生物学分野ホームページ

    • URL

      http://www.med.nagasaki-u.ac.jp/anatomy3/index.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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