Molecular analysis of effect of infection stress into the next generation

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18497
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 吉田 圭介 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 協力研究員 (80587452)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / 自然免疫 / Transgenerational effect / 精子

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、感染ストレスが次世代個体の免疫細胞の発現プロファイルに与える影響について解析を進めた。感染ストレスを模すため、TLRリガンドであるLPS(糖脂質:大腸菌の毒性成分)を雄マウスに投与した後、自然交配によりF1マウスを得た。10週齢のF1雄マウスよりマクロファージを回収し、代表的なサイトカインの発現状態をRT-qPCR法により解析した(n=8)。その結果、PBS投与の次世代のマウス群と比較して、LPS投与の次世代マウス群ではIl1bやIl6などの一部の炎症性サイトカインの基底発現量が1.5-2.0倍前後有意に亢進していた(p<0.01)。現在、RNA-seq解析でも結果を確認している。親のストレスが次世代に遺伝するメカニズムとして、精子におけるヒストン修飾、DNA修飾、small RNA発現変化などのいくつかの原因が考えられる。昨年度までの解析から、LPS投与された雄マウスでは成熟精子に含まれるヒストンのH3K9トリメチル化(H3K9me3)レベルが亢進することが分かっている。これらの解析結果から、一つの可能性として、精子ヒストンのH3K9me3プロファイルの変化によって、次世代個体の免疫細胞の発現プロファイルが変化したことが予想された。申請者は今年度、マウス精巣上体から成熟精子画分(HRCS)を精製し、成熟精子におけるヒストンH3結合領域のマッピング技術を確立した(研究課題:18K06189)。そこで、これを用いて成熟精子でのH3K9me3 ChIP-seq解析を行ったが、バックグラウンドが多く、良好な結果が得られなかった。細胞数・抗体量などのChIP-seq条件の最適化を行っており、解析中である。