プロモーターメチル化アレイによる肺癌のゲノムワイドなエピジェネティク解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18012010
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 畑田 出穂 群馬大学, 生体調節研究所, 助教授 (50212147)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀居 拓郎 群馬大学, 生体調節研究所, 助手 (00361387) ; 堀井 明 東北大学, 医学研究科, 教授 (40249983)
• Keywords: マイクロアレイ / メチル化 / エピジェネティクス / 癌遺伝子 / 癌抑制遺伝子

Research Abstract

癌におけるDNAメチル化をはじめとするエピジェネティクな変化は癌化において重要な役割をしている。我々は、自ら開発したマイクロアレイを用いた網羅的メチル化解析法であるMIAMI法(http://grc.dept.med.gunma-u.ac.jp/~gene/)を用いてゲノムワイドにメチル化の変化を解析した。この方法ではメチル化感受性酵素(Hpa II)による切れ方の差だけではなく、同じ認識部位を切断するメチル化非感受性酵素(Msp I)による切れ方の差を検出し、その両者を比較してメチル化に起因するサンプル間の差とする。このようにすることにより、メチル化に起因する制限酵素認識部位の切れ方の差を、サンプル間の制限酵素認識部位の多型や、DNA品質の違いなどよる制限酵素による切れ方の差を区別することができる。
我々はこの方法を用いて肺癌における遺伝子のメチル化のプロファイリングをおこない、癌でメチル化よりむしろ脱メチル化が多くおこっていることをみいだした。しかしながら転写開始点からの距離により変化の割合をみたところ、脱メチル化は比較的まんべんなくあらゆる位置に存在するのに対し、メチル化は転写開始点近傍に濃縮していることがわかった。つまり脱メチル化がゲノム全般的に起こっているのに対し、メチル化は転写開始点近傍に多いことがわかる。
次にCpG量について解析したところメチル化、脱メチル化されている配列ともに有意にCpG量が低く、特に脱メチル化されているものが低いことがわかった。ところがその分布をみたところメチル化されているものはCpG量が高いものがある程度存在するのに対し、脱メチル化されているものではCpG量が高いものはあまりみられなかった。このことはメチル化が転写開始点近傍で多かったことを反映していると考えられる。
また癌においてRNAi機構とDNAメチル化との関連性を検討するためプロモーター配列におけるmiRNAのターゲットの頻度解析をおこなったところ有意にmiRNAのターゲット配列が濃縮されており、RNAi機構とDNAメチル化との関連性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] One Argonaute family member, Eif2c2 (Ago2), is essential for development and appears not to be involved in DNA methylation. (2007)
  • Author(s): Morita S, Horii T, Kimura M, Goto Y, Ochiya T, Hatada I
  • Journal Title: Genomics (in press)
• [Journal Article] Emerging Technologies for Genome-wide DNA Methylation Profiling in Cancer. (2006)
  • Author(s): Hatada I
  • Journal Title: Crit Rev Oncog. 12(3-4) Pages: 205-223
• [Journal Article] Genomic imprinting in Dicerl-hypomorphic mice. (2006)
  • Author(s): Fukasawa M, Morita S, Kimura M, Horii T, Ochiya T, Hatada I
  • Journal Title: Cytogenet Genome Res. 113(1-4) Pages: 138-143
• [Journal Article] Microarray analysis of promoter methylation in lung cancers. (2006)
  • Author(s): Fukasawa M, Kimura M, Morita S, Matsubara K, Yamanaka S, Endo C, Sakurada A, Sato M, Kondo T, Horii A, Sasaki H, Hatada I
  • Journal Title: J Hum Genet. 51(4) Pages: 368-374
• [Journal Article] Genome-wide profiling of promoter methylation in human. (2006)
  • Author(s): Hatada I, Fukasawa M, Kimura M, Morita S, Yamada K, Yoshikawa T, Yamanaka S, Endo C, Sakurada A, Sato M, Kondo T, Horii A, Ushijima T, Sasaki H
  • Journal Title: Oncogene 25(21) Pages: 3059-3064
• [Book] Genomic-wide DNA Methylation Profiling Methods- From RLGS to Miami. In Progress in DNA Methylation Research (2007)
  • Author(s): Hatada I
  • Publisher: Nova Publishers (in press)