ヒト胎盤分化成熟機構の解明：分化状態を再現したモデル細胞から分化関連遺伝子の同定

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09632
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 石原 直恵 (琴村直恵) 藤田医科大学, 医学部, 研究員 (50571791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 悟 藤田医科大学, 医学部, 講師 (00300723) ; 下野 洋平 藤田医科大学, 医学部, 教授 (90594630)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 胎盤 / 栄養膜細胞 / ヒストン修飾 / アロマターゼ

Outline of Annual Research Achievements

ヒト胎盤の栄養膜細胞は、未分化栄養膜細胞から分化栄養膜細胞に分化する過程でアロマターゼ（エストロゲン合成酵素）遺伝子の発現を上昇させる。この現象の分子機構を解明するため、ヒト未分化栄養膜細胞のモデル細胞株JEG-3を用いて、アロマターゼ遺伝子の発現とクロマチン構造の関係を解析した。
本研究の前に、JEG-3細胞をヒストンメチル化阻害剤DZNepで処理するとアロマターゼ遺伝子の発現が上昇する結果を得ていた。本研究課題では、アロマターゼ遺伝子の発現に関与し、DZNep処理により変化するヒストン修飾をChIP法で検討した。DZNep処理したJEG-3細胞では、アロマターゼ遺伝子のプロモーター領域の転写抑制に働くヒストン修飾（H3K27me3）が減少し、転写活性化に働くヒストン修飾（H3K27ac）が上昇していた。H3K27メチル化酵素EZH2阻害剤GSK126でJEG-3細胞を処理すると、H3K27me3は顕著に低下したが、H3K27acは変わらず、アロマターゼ遺伝子の発現も上昇しなかった。ヒストンアセチル化酵素CBP/p300の阻害剤A-485処理により、アロマターゼ遺伝子のプロモーター領域のH3K27acや、その発現も顕著に低下することが明らかになった。更に、A-485はDZNep処理によるアロマターゼ遺伝子の発現の上昇を顕著に抑制することを確認した。共同研究者の開発した局所的クロマチン構造解析法（SEVENS法)を用いて、JEG-3細胞のアロマターゼ遺伝子のプロモーター領域のクロマチンの構造を解析し、DZNep処理はクロマチン構造をオープンにするが、GSK126処理では変化しないことを確認した。以上の結果は、ヒストンアセチル化酵素CBPが、アロマターゼ遺伝子のプロモーター領域のH3K27acすることでクロマチン構造をオープンにし、転写が活性化することを示唆している。