初期胚における染色体異常発生メカニズムの解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11259
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 加藤 武馬 藤田医科大学, 総合医科学研究所, 助教 (20387690)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: Blastocyst / Inner Cell Mass / Trophectoderm / Chromosome / NGS

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、分割停止を起こした受精卵や廃棄予定の受精卵を用いて染色体解析を行い、生殖細胞系列で発生する染色体異常の傾向を調べ、配偶子形成過程や初期胚で発生する染色体異常の種類、染色体異常が受精卵の分割にどのような影響を及ぼすか明らかにすることを目的として実施している。胚盤胞期に胎児を形成するICMと胎盤を形成するTEとの染色体比較解析の結果、ICMとTEでは約半数で核型が異なる結果が得られ、不一致の原因は受精後の初期胚に発生した染色体異常で、TEに蓄積する傾向にあることがわかった。さらに詳細な解析を行うと、受精前の配偶子形成過程で染色体異常が発生した胚は、受精後の初期胚にも染色体異常を起こしやすい傾向にあることがわかった。これらのデータを論文に作成している。
受精卵のような微量な細胞から染色体解析を実施する際に、欠失や重複などの微細な構造異常やモザイク異常などを最も感度や解像度良く検出する手法を探索した。方法は全ゲノム増幅して次世代シーケンサーで浅く全ゲノムシーケンスし、バイオフォマティクス解析で染色体コピー数を決定するが、全ゲノム増幅などのサンプル調整やシーケンス法を工夫し、比較解析した。その結果、30%程のモザイク異常からの検出が可能となり、5Mb程の欠失や重複などのコピー異常を検出可能であることが分かった。
また、これまで解析した染色体解析のデータから、どの染色体にどのような種類の染色体異常が発生したか、生殖細胞系列で発生する染色体異常の傾向についてまとめている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでに、胚盤胞期における胎児を形成するICMと胎盤を形成するTEとの染色体比較解析については、論文に必要なデータを揃え、現在は論文を作成している。また受精卵の染色体解析について、微細な構造異常を最も感度良く検出する手法を探索するため、種々の方法で比較解析実験を行った。これまで解析を行ったデータについて、染色体異常の傾向をまとめている。

Strategy for Future Research Activity

今年度は最終年度ということもあり、集大成として昨年度中に完成させる事ができなかった、胚盤胞期における胎児を形成するICMと胎盤を形成するTEとの染色体比較解析の論文、さらには受精卵の染色体解析に最適な手法を探索するため、種々の手法を用いて比較解析を行った実験について論文にまとめる。また分割停止胚の染色体解析のデータから、どの染色体にどのような種類の染色体異常が発生したか、生殖細胞系列で発生する染色体異常の傾向についてまとめる。

Causes of Carryover

(理由)
人件費に計上した予算が浮いたため。
(使用計画) 差引額については、試薬消耗品として使用する。

Research Products

• [Journal Article] A case of dihydropyrimidinase deficiency incidentally detected by urine metabolome analysis. (2019)
  • Author(s): Tsuchiya H, Akiyama T, Kuhara T, Nakajima Y, Ohse M, Kurahashi H, Kato T, Maeda Y, Yoshinaga H, Kobayashi K.
  • Journal Title: Brain Dev. Volume: 41 Pages: 280-284
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2018.10.005.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Obstetric complication-associated ANXA5 promoter polymorphisms may affect gene expression via DNA secondary structures. (2019)
  • Author(s): Inagaki H, Ota S, Nishizawa H, Miyamura H, Nakahira K, Suzuki M, Nishiyama S, Kato T, Yanagihara I, Kurahashi H.
  • Journal Title: J Hum Genet. Volume: 64 Pages: 459-466
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0578-4.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation accumulation in gastric mucosa adjacent to cancer after Helicobacter pylori eradication. (2019)
  • Author(s): Tahara S, Tahara T, Horiguchi N, Kato T, Shinkai Y, Yamashita H, Yamada H, Kawamura T, Terada T, Okubo M, Nagasaka M, Nakagawa Y, Shibata T, Yamada S, Urano M, Tsukamoto T, Kurahashi H, Kuroda M, Ohmiya N.
  • Journal Title: Int J Cancer. Volume: 144 Pages: 80-88
  • DOI: 10.1002/ijc.31667.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FOXA2 gene mutation in a patient with congenital complex pituitary hormone deficiency. (2018)
  • Author(s): Boda H, Miyata M, Inagaki H, Shinkai Y, Kato T, Yoshikawa T, Kurahashi H.
  • Journal Title: Eur J Med Genet. Volume: S1769-7212 Pages: 30408-7
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2018.11.004.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lethal persistent pulmonary hypertension of the newborn in Bohring-Opitz syndrome. (2018)
  • Author(s): Kibe M, Ibara S, Inagaki H, Kato T, Kurahashi H, Ikeda T.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 176 Pages: 1245-1248
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.38681.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prenatal diagnosis of premature chromatid separation/mosaic variegated aneuploidy (PCS/MVA) syndrome. (2018)
  • Author(s): Yamaguchi T, Yamaguchi M, Akeno K, Fujisaki M, Sumiyoshi K, Ohashi M, Sameshima H, Ozaki M, Kato M, Kato T, Hosoba E, Kurahashi H.
  • Journal Title: J Obstet Gynaecol Res. Volume: 44 Pages: 1313-1317
  • DOI: 10.1111/jog.13647.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential role for nectin-4 in the pathogenesis of pre-eclampsia: a molecular genetic study. (2018)
  • Author(s): Ito M, Nishizawa H, Tsutsumi M, Kato A, Sakabe Y, Noda Y, Ohwaki A, Miyazaki J, Kato T, Shiogama K, Sekiya T, Kurahashi H, Fujii T.
  • Journal Title: BMC Med Genet. Volume: 19 Pages: 166
  • DOI: 10.1186/s12881-018-0681-y.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 染色体構造異常の解析 (2019)
  • Author(s): 加藤武馬、倉橋浩樹
  • Organizer: 小児遺伝学会
  • Invited
• [Presentation] Optimization of PGD for recurrent t(11;22) carrier (2018)
  • Author(s): Takema Kato, Maki Kato, Yasuko Shinkai, Haruki Nishizawa, Toshiaki Endo, Chikako Kani, Masanori Ochi, Shin Hayashi, Johji Inazawa, Hiroki Kurahashi
  • Organizer: PGDIS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 網羅的手法によるPGDの現状と問題点 (2018)
  • Author(s): 加藤武馬
  • Organizer: JISART
  • Invited
• [Presentation] Mosaicism for two abnormal cell lines, one with trisomy 5 and one with trisomy 8 (2018)
  • Author(s): 加藤武馬
  • Organizer: Chubu Cytoegenetics Conference
  • Invited
• [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた着床前診断染色体解析の解析精度と限界 (2018)
  • Author(s): 加藤武馬、加藤麻希、宮井俊輔、遠藤俊明、中岡義晴、福田愛作、澤井英明、田中温、宇津宮隆史、竹内一浩、倉橋浩樹
  • Organizer: 受精着床学会
• [Presentation] 染色体構造異常の発生機構 (2018)
  • Author(s): 加藤武馬、稲垣秀人、新海保子、堤真紀子、山本俊至、水野誠司、倉橋浩樹
  • Organizer: 先天異常学会
  • Invited
• [Presentation] 均衡型染色体構造異常保因者にInter-chromosomal effectは見られるか (2018)
  • Author(s): 加藤武馬、遠藤俊明、中岡義晴、福田愛作、澤井英明、田中温、宇津宮隆史、竹内一浩、倉橋浩樹
  • Organizer: 生殖医学会
• [Presentation] Fetoplacental chromosomal structural abnormalities are originated from repeated breakage-fusion-bridge cycles. (2018)
  • Author(s): Takema Kato, Syunsuke Miyai, Fumihiko Suzuki, Yuki Naru, Maki Kato, Hidehito Inagaki, Mitsuhisa Shinya, Toshiro Ikeda, Hiroki Kurahashi
  • Organizer: 人類遺伝学会
• [Presentation] How does DNA break for formation of three-way translocations? (2018)
  • Author(s): Takema Kato, Hidehito Inagaki, Yasuko Shinkai, Asuka Kato, Rie Kawamura, Makiko Tsutsumi, Mariko Taniguchi-Ikeda, Seiji Mizuno, Yoshio Makita, Nakamichi Saito, Nobuhiko Ochi, Hiroki Kurahashi
  • Organizer: The American Society of Human Genetics
  • Int'l Joint Research