2017 Fiscal Year Research-status Report
児の将来の健康に影響する出生前要因解明へのメタボローム・エピゲノム解析の新機軸
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17K10174
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
佐藤 憲子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (70280956)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | DOHaD / 新生児DNAメチル化個人差 / 妊婦血中small RNA / 胎児発育トラジェクトリー / 使用済みマススクリーニング濾紙血 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「出生前の環境は、胎児や新生児の発生発達過程に影響を及ぼし、生後数年から数十年経過した後の児の健康を左右する要因となる」ことが疫学研究によって示され、Developmental Origin of Health and Disease (DOHaD)という概念が生まれた。この考えに基づくと出生前の環境改善によって児の生涯の疾患リスクを低減できる可能性がある。しかし、出生前のどのような環境要因が問題となるのか、またどのような指標をどのような方法で用いれば疾患リスクを評価できるのかは明らかではない。本研究では自ら立ち上げた出生前コホート研究を推し進め、臨床データ、妊婦の食事、生活リズムやメンタルヘルス等の調査情報及び母体血・臍帯血・臍帯・新生児マススクリーニング時の濾紙血等の生体試料の収集数を増やし、DNAや血中miRNA調整を行った。現在コホート研究の参加者のリクルートをまだ続けている段階ではあるが、逐次DNAメチル化解析を進めた。一部の母体血、臍帯血、濾紙血DNAについてはEPICメチル化アレイを用いて約86万箇所のシトシンメチル化レベルを定量し、その解析条件について検討した。候補遺伝子（母体脂質代謝・免疫や児の発達に関連する遺伝子など）のメチル化レベルについては、質量分析による定量DNAメチル化解析EpiTYPER法を用いて定量した。メチル化の個人差を生む要因との関連解析のためには、白血球細胞組成による調整が必要だが、そのためのマーカーDNAメチル化レベル値に基づく細胞組成推定法を考案した。またコホート研究とは別に、多くの使用済み新生児マススクリーニング濾紙血検体を用いて、SNP依存的に段階的にDNAメチル化レベルが変わるシトシン部位について遺伝型とDNAメチル化レベルに関する参照標準の作成を試みた。
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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
新生児のDNAメチル化状態が、出生前の環境要因と児の遺伝型との相互作用によって変化し、その変化がその後の児の健康状態と関連することが示唆されてきている。そこで本研究では、将来の疾患リスク評価の指標となりうるDNAメチル化部位があるとするならば、そのメチル化レベルをどのように定量し、評価すればよいのか、実現性の高い方法をモデル化することを意図している。新生児のDNAメチル化状態は、これまで臍帯血を用いて測定されることが多かったが、臨床の現場で常に臍帯血を採取できるとは限らない。新生児マススクリーニングは全ての児を対象として行われ、使用後の濾紙は血液検体が残存しているにも関わらず廃棄されている。本研究では、使用済み濾紙血検体から数百ngのDNAを調整し、genotypingとDNAメチル化定量の両解析が可能であることを示した。また、一般に血液DNAメチル化レベルは、好中球、リンパ球、単球といった細胞タイプの組成、性、年齢、遺伝型の影響を強く受けるため、環境要因との関連を解析する際にはそれらの影響を適切に調整する必要がある。メチル化アレイを用いた解析では、搭載プローブを用いた各細胞タイプの参照データセットをもとに細胞組成を推定する方法が踏襲されているのに対し、EpiTYPER法のような候補遺伝子に限定した解析では、細胞組成を推定する方法が確立されていない。そこで本研究では細胞タイプマーカーを選定し、血算による直接カウント法で妥当性を検証し細胞組成を推定している。さらに、血球免疫細胞は女性特有の機能と組成のパターンがあることを考えると、妊婦のDNAメチル化解析には通常使用される男性の参照データセットが適切かどうかわからない。現在女性の参照データセット作成を検討しているところである。このように従来見過ごされてきたDNAメチル化関連解析方法の整備を本研究では着実に進めてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
コホート研究におけるサンプルサイズを増やし、DNAメチル化定量と合わせてgenotypingデータを揃えるよう努める。DNAメチル化関連解析方法の整備をさらに推し進めたうえで、DNAメチル化レベルの個人差に与える出生前環境要因の影響、及び環境要因と遺伝型の相互作用の影響について検討する。妊娠経過に伴う母体血の無細胞性miRNA及びエクソソームmiRNAの発現レベルの変化を解析する。さらに、これまでDOHaD研究では出生体重に重点が置かれてきたが、本研究では出生前の胎児の発育パターンに着目し、胎児発育トラジェクトリー解析も行っている。胎児発育トラジェクトリーと新生児DNAメチル化レベルとの関連を明らかにしたいと考えている。また母体血におけるmiRNA等のsmall RNAは胎児と母の間のコミュニケーションの役割を担っている可能性があるので、胎児発育トラジェクトリーと母体血中のmiRNAとの関係についても研究を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
DNAのメチル化解析やgenotypingアッセイは、候補遺伝子ごと、あるいは、アレイの単位ごと等のようにひとまとまりの検体数を揃えて行う。そのため、次年度の新しい検体とともに解析待ちの検体を合わせて解析するための費用として次年度使用額が生じた。
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[Journal Article] Effect of Porphyromonas gingivalis infection in the placenta and umbilical cord in pregnant mice with low birth weight.2018
Author(s)
Udagawa S, Katagiri S, Maekawa S, Takeuchi Y, Komazaki R, Ohtsu A, Sasaki N, Shiba T, Watanabe K, Ishihara K, Sato N, Miyasaka N, Izumi Y.
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Journal Title
Acta Odontol Scand
Volume: 15
Pages: 1-9
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Dietary intakes from 3-day weighed dietary records among pregnant participants in the Birth Cohort - Gene and ENvironment Interaction Study of TMDU (BC-GENIST)2017
Author(s)
Hidemi Takimoto , Motoko Okamitsu, Noriko Sato, Tay Zar Kyaw, Nay Chi Htun, Chihiro Imai, Yuiri Tsubota, Reiko Tajirika-Shirai, Satoshi Yago, Tomoko Aoyama, Naoyuki Miyasaka
Organizer
The 21st international Epidemiological Association World Congress of Epidemiolo
Int'l Joint Research
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