2021 Fiscal Year Annual Research Report
ゲノム解析技術を用いたエストロゲンシグナルカスケードの解明
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20H04343
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
木山 亮一 九州産業大学, 生命科学部, 教授 (00240739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
礒部 信一郎 九州産業大学, 生命科学部, 教授 (80435099)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 内分泌かく乱物質 / シグナル伝達 / バイオテクノロジー / 遺伝子発現 / 天然化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、女性ホルモンであるエストロゲンに類似した活性を有する化学物質の影響評価を細胞レベルで行うために必要なエストロゲンシグナルカスケードの全体像を解明し、さらに、そのカスケードに関与するシグナルタンパク質について細胞機能を明らかにし、さらに様々な化学物質の影響評価に利用するための基礎を構築することを目的とする。そのために、本研究では最新のゲノム解析技術のうちRNA-seq法とゲノム編集技術を利用し、エストロゲン受容体をノックアウトした細胞を作製してRNA-seq法により様々な天然化合物や合成化合物に対する遺伝子発現解析を行う。さらに、得られた情報をより複雑な天然及び合成化合物を用いて検証する。本年度は計画の２年目として以下の項目を実施した。
（１）遺伝子発現プロファイル解析によるエストロゲンシグナルカスケードの解析：本項目では、昨年度発表した緑茶とショウガの成分のエストロゲン活性に関する情報をもとにしてそれらの成分であるカテキンやジンゲロールなどの化合物についてRNA-seq解析をまとめた（論文投稿中・特許出願）。
（２）ゲノム編集技術を利用したエストロゲンシグナルカスケードの検証：本項目ではゲノム編集技術によりエストロゲン受容体をノックアウトしたMCF-7細胞の作成を昨年度から継続している。
（３）エストロゲンシグナルカスケードの解析による新規エストロゲン応答タンパク質の探索：本項目では（１）項のRNA-seq解析をもとに新規エストロゲン応答遺伝子を選択し、リアルタイムRT-PCR法による検証と、データベースを利用した機能解析を実施した。成果は論文発表予定である。
（４）天然及び合成化合物を用いたエストロゲンシグナルカスケードの検証：本項目では合成化合物の解析と並行して緑茶及びショウガの天然化合物に関するRNA-seq解析結果をまとめている（論文作成中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、「研究実績の概要」の項で記したように、RNA-seq法とゲノム編集技術を利用してこれまでにエストロゲン活性が報告されている天然化合物や合成化合物に関してヒトの細胞を用いた遺伝子発現解析を行い、さらにエストロゲン受容体をノックアウトした細胞を用いてRNA-seq法により遺伝子発現解析を行うことでエストロゲン受容体との関わりについて明らかにする。さらに、得られた情報をもとにより複雑な天然及び合成化合物に関して検証することで、創薬や食品への応用の可能性を探求する。本研究課題の進捗状況については、それぞれの項目について以下のように実施しており、研究成果は適宜報告している。したがって、おおむね順調に進展している。また、特に重大な問題は生じていない。
（１）遺伝子発現プロファイル解析によるエストロゲンシグナルカスケードの解析：本項目では、カテキンなどのフラボノイドに関する研究成果を論文として投稿中である。また、RNA-seq解析に関しては論文作成の前に特許出願を行った。論文発表は特許出願後速やかに行う予定である。
（２）ゲノム編集技術を利用したエストロゲンシグナルカスケードの検証：本項目では計画通りにストロゲン受容体ノックアウトMCF-7細胞の作成を継続している。
（３）エストロゲンシグナルカスケードの解析による新規エストロゲン応答タンパク質の探索：本項目ではリアルタイムRT-PCR法によるRNA-seq解析結果の検証と、GOやKEGGデータベースを利用した機能解析を実施し、成果を特許出願した。さらに成果を論文発表予定である。
（４）天然及び合成化合物を用いたエストロゲンシグナルカスケードの検証：本項目では合成及び天然化合物に関するRNA-seq解析結果をまとめ、論文を作成中であり、研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度、新型コロナウイルスにより第一四半期（4～6月）のほとんどの期間について大学が閉鎖されたため、研究計画の「（１）遺伝子発現プロファイル解析」の実施に3か月程度の遅れが生じたが、本年度前期に実施し、計画の遅延は解消した。一方で、特許出願については学内の手続きに時間を要したために3月末の出願になり、それに関係する論文の発表に遅延が生じた。しかし、特許出願が終了し、次年度早々に論文発表が可能になったので全体としては大きな遅延は生じていない。また、その他の解析結果についても学会発表を進めており、解析結果がまとまり次第論文発表する予定である。したがって、研究計画は順調に進展している。
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