Elucidation of the mechanism of neurodegeneration in narcolepsy by cross-tissue genome-wide methylation analysis

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K15053
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 嶋多 美穂子 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50792727)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナルコレプシー

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではナルコレプシーを対象とし、後部視床下部でのオレキシン神経の脱落が起こる機序を解明するために、後部視床下部組織ならびに免疫細胞の双方でDNAメチル化の検討を行う。前年度までに脳のDNAメチル化解析を実施し、疾患関連DNAメチル化部位は後部視床下部特異的であり、関連部位は多発性硬化症関連メチル化部位と有意に重複することなどを明らかにした。さらに、CD4+ T細胞並びにCD8+ T細胞を対象とし、網羅的にDNAメチル化について測定を行った。
今年度は、各T細胞におけるメチル化率の解析を行い、特にCD4+ T細胞で患者・健常者間のメチル化率の違いが大きく、患者では全体的にメチル化率が低下していることを見出した。異なるサンプルを用いて再現性の確認を行ったところ、はじめの関連解析のP値がP<1E-5となり、再現性研究でP<0.05かつ患者での高/低メチル化の方向が一致したCpG部位は2部位のみであり、患者で低メチル化していた。一方、はじめの解析のP値について複数の閾値を設定し（P<1E-4, 1E-3, 1E-2）検討したところ、再現性が得られる部位のほとんどは、患者で低メチル化しており（低メチル化部位数/再現された部位数：19/20, 192/195, 1675/1710）、これは解析CpG部位（N=735,578）のうち患者で低メチル化している部位の数（N=448,407）と比較した際にも有意に多かった（Pの閾値1E-3の場合、P<2.2E-16, OR=41.0）。低メチル化部位は特に遺伝子のプロモーター領域には有意に少ないという傾向がみられた（P=2.63E-5）。患者で低メチル化しているCpG部位が多いという現象は、CD4+ T細胞において最も顕著であり、CD8+ T細胞、ならびに以前実施した異なるサンプルの全血を用いた解析でも見られていたが、脳では見られなかった。