ヒストンアセチル化酵素による顎顔面形態形成の制御機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10206
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 寺尾 文恵 九州大学, 歯学研究院, 助教 (10510018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 一郎 九州大学, 歯学研究院, 教授 (70241643) ; 春山 直人 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (70359529)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歯学 / 発生・分化 / ヒストンアセチル化

Outline of Annual Research Achievements

われわれは、これまで、胎生期における顎顔面のパターン形成制御機構の解明を試みてきた。顎顔面領域の発生におけるエピジェネティック制御機構に着目し、ヒストン脱アセチル化酵素(Histone deacetylase, HDAC)の阻害は、下顎隆起細胞の増殖、下顎隆起のパターン形成を乱すことを示した。
本研究では、HDACとは逆の働きを有するヒストンアセチル化酵素(Histone　acetyltransferase, HAT)による顎顔面形態形成の制御機構を解明することにより、HAT/HDACによるアセチル化バランス制御を介した、顎顔面領域の形態制御メカニズムの解明を目指すこととした。
初年度は、マウス胎生期下顎隆起由来細胞の単層培養において、C646の添加により、下顎隆起由来細胞の細胞増殖の低下を確認し、昨年度は、単層培養ではなく、高密度培養にC646を添加し、軟骨ノジュールの形成の抑制を確認した。
今年度は、マウス胎生期下顎隆起の器官培養を行い、パターン形成におけるHATの役割の解明を目指した。マウス下顎隆起の器官培養において、培地にC646を添加することによりHAT阻害を行ったところ、下顎隆起の発育およびメッケル軟骨の形成が抑制されることがわかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

通常、器官培養に使用している培地を初年度より注文していたが、国内・国外在庫がなく、原材料不足により納期が遅延し、器官培養を行えなかったため。2022年10月にようやく納品され、実験を再開している。

Strategy for Future Research Activity

昨年度行う予定であった下記の実験を行う
１）下顎隆起の器官培養におけるHAT阻害 - 改良型 Trowell 法により摘出した下顎隆起および第二鰓弓の器官培養を行う。C646添加後、経時的にタンパクを
抽出し、HAT阻害剤によるヒストンH3のアセチル化の減少を確認する。また、C646の各濃度において、培養器官を固定、パラフィン包埋後、連続切片を作製し、組織学的変化を検討する。
２）局所的HATノックダウン実験 - 摘出した下顎隆起および第二鰓弓にHAT siRNAをエレクトロポレーション法により導入し、器官培養を7日間継続する。
siRNAをインジェクションする部位は、下顎隆起中央部、側方部の二領域に分ける。ホールマウントアルシアンブルー染色を行い、実体顕微鏡下で軟骨形成の状態を観察する。さらに、in situ hybridization 法を用いて、顎顔面の形態形成を時間的・空間的に制御していると考えられている遺伝子発現パターンの変化を経時的に検討する。

Causes of Carryover

通常、器官培養に使用している培地を前年度より注文していたが、国内・国外在庫がなく、原材料不足により納期が遅延し、器官培養を行えず、今年度行う予定であった実験が行えなかったため、実験が次年度に持ち越しとなったため。
2022年10月にようやく培地が納品され、実験を再開しており、今年度実施する予定であった実験を次年度に行う予定である。