2021 Fiscal Year Research-status Report
HDAC3の甲状腺機能低下症における機能解明と新規手法開発によるゲノム区画化検討
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21K08569
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
石井 角保 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (60638112)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | HDAC3 / 甲状腺ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストン脱アセチル化酵素3(HDAC3)および甲状腺ホルモン受容体(TR)は、甲状腺ホルモン欠乏培養細胞において標的遺伝子のヒストンを脱アセチル化して転写を抑制するが、生体内での詳細な役割やゲノム三次元区画化への関与は不明である。本研究では、マウス小脳発達をモデルとして、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割を解明することを目的とする。さらに、細胞形態を保ったままゲノム区画化を解析する方法を開発して、TR-HDAC3によるゲノム区画化制御を研究することも目的とする。本研究により、甲状腺機能低下症におけるHDAC3の役割が生体内で解明され、発達期を過ぎた小脳障害などホルモン補充無効例に対する治療への応用が期待されるとともに、細胞形態を保った新手法でTR-HDAC3によるゲノム区画化制御を明らかにできると考えられる。
本年度は、マウス小脳発達をモデルとして、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割の解明を行った。抗甲状腺薬プロピルチオウラシル投与による甲状腺機能低下症マウスにおいてHDAC3を阻害し、運動協調障害を調べる行動解析や小脳の組織学的検討を行った。さらに、HDAC3による遺伝子のヒストン脱アセチル化を生体内で解析した。以上の結果から、本研究の前半部分に相当する、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割を解明し、論文作成に着手した。これまでの結果は国際学会を含め複数の学会で発表した。また、当該研究内容について既知の知見をまとめた総説を複数出版し、本研究推進の礎とした。
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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、マウス小脳発達をモデルとして、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割を解明する。さらに、細胞形態を保ってゲノム三次元区画化を解析する方法を新たに開発し、TR-HDAC3によるゲノム区画化制御を検討する。 本年度は、甲状腺機能低下症の小脳発達障害におけるHDAC3の役割を解明するため、甲状腺機能低下症による小脳発達障害モデルマウスを用いたHDAC3阻害効果の検討と、TRおよびHDAC3によって転写を制御されている遺伝子群の同定を行う予定であった。
現在までに、マウスを用いた行動解析と組織学的検討、代表的な転写調節標的遺伝子の同定を行い、甲状腺機能低下症におけるHDAC3の役割を生体内で解明した。さらに、次年度に培養細胞を用いて行う予定であった機序解析について、生体内で検討できる実験系を確立し、ヒストン脱アセチル化の関与を証明した。網羅的解析は行えていないものの表現型から分子機構まで解析が終了し、論文投稿準備段階まで進捗したため、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、マウス小脳発達をモデルとして、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割を解明する。さらに、細胞形態を保ってゲノム三次元区画化を解析する方法を新たに開発し、TR-HDAC3によるゲノム区画化制御を検討する。
前半部分については実験がほぼ終了し、甲状腺機能低下症の生体内におけるHDAC3の役割を解明できたため、論文掲載を目標とする。後半部分のゲノム三次元区画化解析について、現在実験に用いるTRα恒常発現細胞の樹立を行なっている。使用するプロモーターやセレクションのための薬剤を複数試し、最適な細胞を樹立するようにする。ゲノム編集による標的遺伝子可視化を応用したゲノム三次元区画化解析は新規の試みとなるが、ゲノム編集の手技自体は既に樹立しており、恒常発現細胞が樹立され次第着手する。新規解析法が働かない場合は、HP-1や核膜タンパクに対するChIPを用いて解析を行う。
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