胎児環境によるエピジェネティック変化を標的としたPCOS新規治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16844
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大須賀 智子 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (30778296)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 多嚢胞性卵巣症候群 / モデル動物

Outline of Annual Research Achievements

多嚢胞性卵巣症候群 (PCOS) の新規治療ターゲットを解析するため、胎生期アンドロゲン投与により作成したPCOSモデルについて、DNAメチル化変化に着目し、これまでヒトやモデル動物で網羅的な解析の行われていない臓器である視床下部と肝臓における解析を行った。
モデルラットは胎生16-19日目に経母体DHT投与により作成した。PCOS様表現型として、性周期の異常と血清LH (luteinizing hormone) 値高値、卵巣の多嚢胞化所見を確認した。視床下部と肝臓について、DNAメチル化解析、RNA-seqによる遺伝子発現変動の解析を施行した。
プロモーター領域のDNAメチル化変化の解析では、モデルにおいてコントロールに比して高メチル化を示した遺伝子は視床下部で500、肝臓で200、内共通する遺伝子は20であった。低メチル化を示した遺伝子は視床下部で424、肝臓で186、内共通する遺伝子は12であった。RNA-seqにおける発現変動遺伝子 (FC>2, p<0.05) 数は視床下部で12、肝臓で57、内共通したものは３遺伝子であった。視床下部と肝臓で共通して変化を示した遺伝子では、メチル化変化と発現変動遺伝子との関連は示されなかった。メチル化変化と発現変動を示した遺伝子は、視床下部でVglut1 (高メチル化/発現低下)、Bcmo1 (低メチル化/発現低下)が認められた。さらに、肝臓のRNA-seqにおいて、遺伝子発現変動のみられたアディポカイン・ヘパトカインにLect2、Rbp4が認められた。このうちRBP4は、ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) にて血清濃度の上昇が確認された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

モデル動物の作成と、DNAメチル化解析、RNA-seqによる発現解析とそれらの比較を施行し、治療標的となる可能性のある分子の候補を選出することができた。一方で、当該分子についてのヒト検体を用いた解析や、モデル動物等を用いた治療薬候補の検討までは至らなかったため。

Strategy for Future Research Activity

これまでのモデル動物を用いた検討により、メチル化変化と発現変動を示した遺伝子は、視床下部ではVglut1 (高メチル化/発現低下)、Bcmo1 (低メチル化/発現低下)であった。VGLUT1-positive glutamatergic neuronはストレス反応における褐色脂肪細胞の熱産生やGnRHニューロンの制御に関連するという報告がある。またBCMO1の遺伝子多型とPCOSの関連の報告がある。さらに、肝臓のRNA-seqにおいて、遺伝子発現変動のみられたアディポカイン・ヘパトカインにLect2、Rbp4が認められた。このうちRBP4は、ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) にて血清濃度の上昇が確認された。RBP4はヒトPCOSにおける血中濃度の上昇の報告がある。またPioglitazoneやfenretinideなどの下降剤がある。
これらのモデルにおいて変化の認められた分子を対象に、今後ヒト検体を用いた評価や、モデル動物によるin vivo,ヒト由来の組織や細胞を用いたex vivoやin vitroの解析を行い、治療標的としての解析を行いたい。

Causes of Carryover

2020年3月に参加予定であった国際学会が、新型コロナウイルス感染拡大防止の観点より、中止となったため。

Research Products

• [Journal Article] Animal models of polycystic ovary syndrome: A review of hormone‐induced rodent models focused on hypothalamus‐pituitary‐ovary axis and neuropeptides (2019)
  • Author(s): Osuka Satoko、Nakanishi Natsuki、Murase Tomohiko、Nakamura Tomoko、Goto Maki、Iwase Akira、Kikkawa Fumitaka
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology Volume: 18 Pages: 151～160
  • DOI: 10.1002/rmb2.12262
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of the neuropeptide phoenixin and its receptor GPR173 during folliculogenesis (2019)
  • Author(s): Nguyen Xuan Phuoc、Nakamura Tomoko、Osuka Satoko、Bayasula Bayasula、Nakanishi Natsuki、Kasahara Yukiyo、Muraoka Ayako、Hayashi Shotaro、Nagai Takashi、Murase Tomohiko、Goto Maki、Iwase Akira、Kikkawa Fumitaka
  • Journal Title: Reproduction Volume: 158 Pages: 25～34
  • DOI: 10.1530/REP-19-0025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular mechanism of FSHR expression induced by BMP15 in human granulosa cells (2019)
  • Author(s): Shimizu Ken、Nakamura Tomoko、Bayasula、Nakanishi Natsuki、Kasahara Yukiyo、Nagai Takashi、Murase Tomohiko、Osuka Satoko、Goto Maki、Iwase Akira、Kikkawa Fumitaka
  • Journal Title: Journal of Assisted Reproduction and Genetics Volume: 36 Pages: 1185～1194
  • DOI: 10.1007/s10815-019-01469-y
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 多嚢胞性卵巣症候群モデルマウスにおける卵子での発現遺伝子・DNAメチル化解析 (2019)
  • Author(s): 仲西菜月、吉田沙矢子、村岡彩子、林祥太郎、笠原幸代、永井孝、邨瀬智彦、中村智子、大須賀智子、後藤真紀、吉川史隆
  • Organizer: 第71回日本産科婦人科学会学術講演会
• [Presentation] 胎生期アンドロゲン投与による多嚢胞性卵巣症候群モデルの生殖細胞に及ぶエピジェネティック変化 (2019)
  • Author(s): 大須賀智子、仲西菜月、岩瀬明、河野友宏、吉川史隆
  • Organizer: 日本内分泌学会第37回内分泌代謝学サマーセミナー
  • Invited
• [Presentation] Differential gene expression and DNA methylation analysis of oocytes from a mouse model of polycystic ovarian syndrome (2019)
  • Author(s): Natsuki Nakanishi, Natsuki Miyake, Mayuko Murakami, Sayako Yoshita, Shotaro Hayashi, Ayako Muraoka, Yukiyo Kasahara, Tomohiko Murase, Tomoko Nakamura, Satoko Osuka, Maki Goto, Fumitaka Kikkawa
  • Organizer: 第72回日本産科婦人科学会学術講演会
• [Book] 不妊症・不育症診療 : その伝承とエビデンス (2019)
  • Author(s): 柴原 浩章
  • Total Pages: 780
  • Publisher: 中外医学社
  • ISBN: 978-4-498-16000-2