性差形成過程における外生殖器のアンドロゲン依存性の普遍的遺伝子発現制御機構の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K24051
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 梶岡 大暉 和歌山県立医科大学, 先端医学研究所, 助教 (40842737)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: アンドロゲン / 外生殖器 / 性差 / 遺伝子発現制御 / ヒストン修飾 / Sp1 / MafB / エンハンサー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、外生殖器の性差形成過程をモデルとしてcollaborating transcription factorによるエピゲノム制御を介したアンドロゲン受容体(AR)依存性の普遍的遺伝子発現制御の解明を目的としている。これまでに、AR標的遺伝子の発現がSp1によるエピゲノム制御を介して調節されることを見出してきた。具体的には、ARの標的遺伝子（MafB、Fkbp5）の発現を制御するエンハンサー領域において活性化ヒストンマークのH3K27ac及びH3K4me1がenrichしており、 さらに、阻害剤を用いた実験からSp1がH3K27のアセチル化を特異的に制御している可能性を明らかとしてきた。また、雄の外生殖器においてARとSP1のタンパク質間相互作用も明らかとしてきた。外生殖器において、転写因子MafBはアンドロゲン依存的に発現制御され、且つ、MafBノックアウト(KO)マウスは管腔形成不全を主徴とする尿道下裂に酷似した表現型を呈する。
そこで、これまで明らかとしてきたSp1の制御するH3K27acエンハンサー領域の重要性を明らかとするべく、R1年度から着手してきたCRIPSR-Cas9により作製したMafBエンハンサーKO(eKO)マウスを用いてMafB発現、及び、表現型解析を行なった。その結果、MafBeKO/eKOマウスの外生殖器において、管腔形成の異常は認められなかったが、MafB+/-マウスを用いて得られたMafB-/eKO compoundマウスの外生殖器を解析すると、MafBKOマウスよりも軽度ではあったが、MafB発現低下に伴う管腔形成不全の表現型を呈していた。これらの結果は、ARが標的遺伝子の発現を調節する上で、Collaborating transcription factorとしてSp1がエンハンサー領域を活性化しておくことの重要性を示唆するものである。

Research Products

• [Journal Article] Sexual fate of murine external genitalia development: conserved transcriptional competency for male-biased genes in both sexes. (2021)
  • Author(s): Daiki Kajioka, Kentaro Suzuki, Shoko Matsushita, Shinjiro Hino, Tetsuya Sato, Shuji Takada, Kyoichi Isono, Toru Takeo, Mizuki Kajimoto, Naomi Nakagata, Mitsuyoshi Nakao, Mikita Suyama, Tony DeFalco, Shinichi Miyagawa, Gen Yamada
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: in press Pages: -
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research