Comprehensive epigenetic analysis of the umbilical cord in patients with congenital diaphragmatic hernia

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K08024
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 武之内 史子 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (10375777)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菱木 知郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (00375776) ; 高谷 具純 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (10608821) ; 工藤 渉 千葉大学, 健康疾患オミクスセンター, 特任助教 (10928047) ; 高谷 里依子 千葉大学, 教育学部, 准教授 (20772370) ; 照井 慶太 自治医科大学, 医学部, 教授 (70375773) ; 櫻井 健一 千葉大学, 予防医学センター, 教授 (80323434)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 先天性横隔膜ヘルニア / 胎盤 / 臍帯 / エピゲノム異常

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は先天性横隔膜ヘルニア(Congenital diaphragmatic hernia;以下CDH）患児の臍帯組織を用いた網羅的DNAメチル化解析を行い、胎生早期の子宮内環境の異常とCDH発生の関連を分子レベルで理解しCDHの成因を明らかにすることである。
多くの先天異常はその発生に至る詳細な分子機構が解明されておらず、いまだ原因不明である。単一の遺伝子異常によって発生する疾患はまれであり、多くの疾患はさまざまな遺伝子の構造や機能の異常が複雑に作用して発生すると考えられている。種々の先天異常において次世代シークエンサーの登場により微細な変化の解析が可能となり、さまざまなゲノム異常が明らかになっているが、なおも明らかな染色体の構造異常やゲノムの異常が同定されないことは稀ではない。
そこで我々は胎児の器官形成に必須の遺伝子群の時間的・空間的な発現制御機構が、子宮内環境の変化によってもたらされるエピゲノム異常により破綻し、臓器の形態的な欠損や異常を伴う先天異常が発生するという仮説を立て、これを立証するために本研究において胎児診断されたCDH患者の臍帯および胎盤組織を用いて網羅的DNAメチル化解析(Infinium Methylation EPIC array)を行う。
R5年度は研究遂行にあたり千葉大学医学部附属病院生命倫理審査の承認を得て、サンプルの収集を開始した。現在までに先天性横隔膜ヘルニア２症例、正常コントロール６症例の臍帯・臍帯血・胎盤組織をサンプリングし、適切な処理を経て保存している。
一方で、臍帯および胎盤からのDNA抽出とbisulfate処理については他研究で得られた検体の余剰を用いた予備実験を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

R5年度は例年と比べて先天性横隔膜ヘルニアの新規発生数が少なく、検体収集が計画よりも遅れている。このため未だEPICアレイを用いた網羅的メチル化解析を遂行するに至っていない。
この対策として近隣のハイボリュームセンターである国立成育医療研究センターを共同研究機関に加えて症例集積のペースアップをめざす。すでに同センター胎児診療科の責任者に合意をいただいている。

Strategy for Future Research Activity

今年度になり、得られた結果の解析について新たに国立成育医療研究センター周産期病態研究部との共同研究体制を整えることについて合意が得られた。前述の通りハイボリュームセンターと当院の症例を合わせ年内に初回のEPICアレイが行えるよう症例集積を進める予定である。

Causes of Carryover

R5年は前述の通りサンプル収集が計画よりも遅れた。このため標的の検体を用いたEPICアレイ解析を行うに至らず、アレイキットの購入も見送った。次年度以降にアレイキットを購入予定で、高額であるためその際に今回未使用分と合わせて支出にあてたいと考えている。