エピゲノム情報の統合解析による顆粒膜細胞の黄体化に伴う遺伝子発現制御機構の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K18191
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 白蓋 雄一郎 山口大学, 医学部附属病院, 助教 (00845050)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 黄体化 / 顆粒膜細胞 / ゲノムワイド解析 / ヒストン修飾

Outline of Annual Research Achievements

卵巣ではLHサージを契機に、卵胞内の顆粒膜細胞が黄体化（分化）し、プロゲステロン産生能の獲得、卵成熟、そして排卵という劇的な変化がおこる。この過程が、引き続く黄体の形成にとって極めて重要である。我々は、RNAシークエンスを用いた網羅的遺伝子発現解析によって、LHサージから排卵までの短時間で約6000もの遺伝子の発現が変化することを見出した。これらの遺伝子発現は経時的に変化することで、顆粒膜細胞の黄体化に寄与している。これまでの遺伝子発現制御の研究は個々の遺伝子に焦点を当てたものであり、DNA側のエピジェネティックな変化に着目した研究は極めて少ない。本研究では、卵巣顆粒膜細胞の黄体化により転写活性が増減している遺伝子のプロモーターやエンハンサー領域のヒストン修飾状況などのエピゲノム情報をゲノム全域にわたり取得し、これらのエピジェネティックな機序が黄体化におけるゲノムワイドな遺伝子発現変化にどのように関わっているのか明らかにすることを目的とした。H3K4me3のChIPシークエンスを行い、H3K4me3修飾がゲノムワイドに変化していることを示した。RNAシークエンスから得られたmRNA発現データとChIPシークエンスから得られたH3K4me3修飾データの統合解析を行った。その結果、H3K4me3修飾変化を伴う遺伝子は伴わない遺伝子に比べ、発現変化量が大きいことがわかり、H3K4me3が黄体化過程の遺伝子発現変化を調整していることが示唆された。さらに、これらの遺伝子についてGene Ontology解析を行ったところ、顆粒膜細胞の黄体化過程において、これまでに報告されていない機能的変化があることが明らかになった。