代謝に制御されるエピゲノムに着目した精巣形成不全症発症の分子基盤の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08255
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 藤澤 泰子 浜松医科大学, 医学部附属病院, 講師 (40402284)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 胎生期低栄養 / DOHaD / 精巣異形成症候群

Outline of Annual Research Achievements

本研究の仮説は、胎生期低栄養に起因するTesticular dysgenesis syndrome(精巣形成不全症候群)nの発症の分子基盤が、精巣の組織細胞内代謝変動が制御するエピゲノム変化によるものである。
本年度行ったことは２点である。
1. 精巣は機能の異なる細胞の集団であり、各々の細胞における遺伝子メチル化パターンは大きく異なる。そのためそれぞれの細胞を単離して解析する必要がある。Ad4BP/SF-1-EGFPマウス(胎仔型ライディッヒ細胞特異的にEGFPを発現するマウス)を用いて、母体低栄養マウスモデルを作成し、網羅的に胎生17.5日の仔精巣から、EGFPをマーカーとしたセルソーティング法によりライディッヒ細胞を単離し、特異的DNAメチル化を調べた。テストステロン産生に関与する酵素群の遺伝子発現にはメチル化変動は確認できなかったが、一歩、代謝関連遺伝子、特にグルコース代謝に関連する解糖系に属するタンパクをコードする遺伝子、ペントースリン酸回路に属するタンパクをコードする遺伝子のメチル化が有意に変動していることを確認した。
2. さらに、母体低栄養マウスモデルにおける、仔精巣での遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイにて調べている。現時点では横断的（胎児期での栄養制限vs.コントロールの比較）が終了している。この結果と代謝関連遺伝子(解糖系・酸化的リン酸化など)・エピゲノム修飾関連遺伝子の発現変動とのリンクを検証する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ライディッヒ細胞を特異的に抽出して解析する方法が、安定して確立されたことは、研究計画における大きな進展である。
今年度は、現在行っている母体低栄養マウスモデルにおける、仔精巣での遺伝子発現プロファイル解析がが概ね終了できると考えている。
今年度は、母体低栄養マウスモデルにおける、各時期(新生仔・離乳期・性成熟期)仔精巣での代謝変動の把握、セルトリ細胞におけるエピゲノム 変化をすすめる予定である。

Strategy for Future Research Activity

１　母体低栄養マウスモデルにおける、各時期(新生仔・離乳期・性成熟期)仔精巣での代謝変動の全体像を把握する。具体的には、精巣全体および細胞の、解糖系・ミトコンドリアによる酸化的リン酸化の状態をフラックスアナライザーにて解析する。さらに精巣組織のメタボローム解析にて、特にエピゲノム関連メタボライトやエネルギー代謝関連メタボライトの挙動を明らかにする。
２. セルトリ細胞にフォーカスし新生仔精巣からセルトリ細胞を単離する場合は、純度を上げるためにASOX9-EGFPマウスを用いて母体栄養制限マウスモデルを作成し、EGFPをマーカーとしたセルソーティングを行う。また離乳期以降の精巣からの単離する場合は、野生型母体栄養制限マウスモデルを作成しパーコール分離法にて行う。分離したセルトリ細胞に関してメチル化解析を行う

Causes of Carryover

１. 網羅的メチル化解析に関しては、共同研究で行ったため、予定よりも支出が抑えられた。
2. 網羅的遺伝子解析に関しては、一部の解析を研究目的が一部共通する別の課題への助成金を用いて解析したため。
３. コロナの影響で、遺伝子改変動物の搬入時期が遅れ、あたらしい動物実験のシリーズが開始できなかったため