2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanism of epigenetic memory of FGF21 gene and its functional significance in vivo.
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19K09018
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
橋本 貢士 獨協医科大学, 医学部, 教授 (30396642)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エピゲノム編集 / DNA脱メチル化 / FGF21 / CRISPR-dCas9 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度はin vivoでのFGF21遺伝子特異的DNA脱メチル化の導入とその効果を検討するため、FGF21遺伝子が高度にDNAメチル化を受けているPPARαノックアウトマウスにHydrodynamic tail vein injection（HTVi）法を用いてCRISPR-dCas9-TET1CD系とガイドRNA（gRNA)がすべて組み込まれたall-in-oneベクターを導入した。gRNAは転写開始点の上流（gRNA1）、および下流（gRNA2）に設定した。コントロールとしてはscramble gRNAを用いた。その結果、in vivoにおいてもCRISPR-dCas9-TET1CD系を用いてFGF21遺伝子特異的DNA脱メチル化を誘導することができた。絶食下では、コルチコステロンの分泌が亢進し、Glucocorticoid Receptorを介してPPARa非依存的にFGF21遺伝子の発現が上昇することが知られている。今年度は、HTVi4日後から24時間の絶食を行ったところ、血中コルチコステロンはscramble群、gRNA1+2群のいずれでも上昇し、かつこの2群で有意差を認めなかった。一方、血清FGF21濃度は、有意差をもってgRNA1＋2群で上昇し、gRNA1＋2群ではFGF21遺伝子特異的なDNA脱メチル化が誘導されたことでコルチコステロンによるFGF21遺伝子発現の刺激に対する応答性が上昇したものと考えられた。このようにCRISPR-dCas9-TET1CD系によるFGF21遺伝子特異的DNA脱メチル化の導入により、FGF21遺伝子のDNAメチル化状態の差異は、定常状態におけるFGF21遺伝子発現には反映されないが、FGF21遺伝子発現を活性化するような環境刺激に対する反応性の発現応答の程度を規定することが示唆された。
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