ケトン体代謝とその異常症の解析―ＳＣＯＴ遺伝子発現調節機構の解明を中心にしてー

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24591505
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 深尾 敏幸 岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70260578)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ケトン体代謝 / 先天代謝異常症 / スプライシング / 遺伝子異常 / 遺伝子発現調節 / OXCT1 / ChiPアッセイ

Outline of Annual Research Achievements

申請者らはこれまで、ケトン体代謝とその異常症の研究をすすめてきた。本研究の目的は、これまで研究を進める中で得られた課題である１）ミスセンス変異のRNAプロセッシングへの影響を明らかにすること　２）SCOT遺伝子の遺伝子発現調節機構について解析し、特にSCOT遺伝子が肝臓特異的に発現抑制を受けるメカニズムについて明らかにすることである。
ヒトおよびマウスのSCOT遺伝子の3’非翻訳領域をルシフェラーゼcDNAの3’非翻訳領域として組み込んだ発現ベクターを作成し、これをHepG2細胞（肝臓の特徴を保持）と肝外組織としてHeLa細胞に発現させた。その結果3’非翻訳領域を組み込んだベクターでは組み込まないベクターと比較してルシフェラーゼ活性が抑制されたが、この現象はHepG2細胞とHeLa細胞で同様に認められ、肝臓特異的発現抑制とは関連しないことが明らかになった。これはmiRNAによる発現調節の可能性が低いことを意味すると考えられた。
次にマウスの心筋、肝臓を用いたChiPアッセイを行った。RNA polymerase 2(RNApol)の抗体を用いると心筋に比べ肝臓において明らかにRNApol特異的なSCOT上流域断片の沈降は少なく、肝臓においてはRNA転写が抑制されていることが明らかとなった。現在抗アセチルヒストンH３（lys９）抗体、抗トリメチルヒストンH３(Lys27)抗体を用いた抗体沈降を行い、肝臓においてSCOT上流域のヒストンのメチル化が優位であり、エピジェネテックに発現が抑制されていることが示唆された。
以上の結果から、SCOT遺伝子における肝臓特異的発現抑制は、転写抑制によることが再確認でき、上流域のさらに詳細な解析が必要であると考えられ、Bioinformaticsによる解析が重要であると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Application of Multiplex ligation-dependent probe amplification and identification of a heterozygous Alu-associated deletion and a uniparental disomy of chromosome 1 in two Japanese patients with 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency. (2015)
  • Author(s): Aoyama Y, Yamamoto T, Sakaguchi N, Ishige M, Tanaka T, Ichihara T, Ohara K, Kouzan H, Kinosada Y, Fukao T
  • Journal Title: Int J Mol Med Volume: 未定 Pages: 未定
  • DOI: undefined
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inborn errors of ketone body utilization (2015)
  • Author(s): Hori T, Yamaguchi S, Shintaku H, Horikawa R, Shigematsu Y, Hakayanagi M, Fukao T
  • Journal Title: Pediatr Int Volume: 57 Pages: 51-48
  • DOI: 10.1111/ped.12585.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metabolic encephalopathy in beta-ketothiolase deficiency: The first report from India (2014)
  • Author(s): Akella RR, Aoyama Y, Mori C, Lingappa L, Cariappa R, Fukao T
  • Journal Title: Brain Dev Volume: 36 Pages: 537-540
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2013.07.007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The first case in Asia of 2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase deficiency (HSD10 disease) with atypical presentation. (2014)
  • Author(s): Fukao T, Akiba K, Goto M, Kuwayama N, Morita M, Hori T, Aoyama Y, Venkatesan R, Wierenga R, Moriyama Y, Hashimoto T, Usuda N, Murayama K, Ohtake A, Hasegawa Y, ShigematsuY, Hasegawa Y.
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 59 Pages: 609-614
  • DOI: doi: 10.1038/jhg.2014.79.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ketone body metabolism and its defects. (2014)
  • Author(s): Fukao T, Mitchell G, Saas JO, Hori T, Orii K, Aoyama Y
  • Journal Title: J Inherited Metab Dis Volume: 37 Pages: 541-551
  • DOI: 10.1007/s10545-014-9704-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Three patients with HSD10 disease in Japan. (2015)
  • Author(s): Fukao T, Sasai H, Aoyama Y,Akiba K, Goto M, Hasegawa Y, Kobayashi M, Ida H, Akagawa S, Hori T,Hasegawa Y, Yamaguchi S, Shigematsu Y.
  • Organizer: 4th Asian Congress for Inherited Metabolic Disease 2015
  • Place of Presentation: Taipei(Taiwan)
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [Presentation] HMG-CoAリアーゼ（HMGCL）遺伝子のMLPA法確立とHMGCL欠損症1症例における Uniparental disomyの同定 (2014)
  • Author(s): 青山友佳，山本俊至，坂口直美，石毛美夏，田中藤樹，市原朋子，大原克明，深尾敏幸
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] ケトン性低血糖発作を契機に診断したHSD10病の4歳男児 (2014)
  • Author(s): 赤川翔平、保坂泰介、石井紘介、寺口正之、村上貴孝、圀府寺美、木野稔、 深尾敏幸、青山友佳、重松陽介
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] 本邦初の乳児期発症のHSD10病症例 (2014)
  • Author(s): 小林正久，深尾敏幸，重松陽介，長谷川有紀，村山圭，井田博幸
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] ACAT1遺伝子のイントロン９へのAlu挿入はエクソン10の認識に影響を与える。 (2014)
  • Author(s): 深尾敏幸、堀友博、笹井英雄、大塚博樹、青山友佳
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] ミトコンドリアHMG-CoA合成酵素欠損症の急性期症状 (2014)
  • Author(s): 伊藤哲哉 中島葉子 加藤沙耶香 深尾敏幸
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] Clinical Importance of ketone body metabolism and its defects. (2014)
  • Author(s): Fukao T
  • Organizer: International Conference on Inborn Errors of Metabolism and 3rd National Conference of ISIEM
  • Place of Presentation: Hyderabad (India)
  • Year and Date: 2014-09-19 – 2014-09-21
  • Invited
• [Presentation] The first case in Asia of 2-methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase deficiency (HSD10 disease) without intellectual disability. (2014)
  • Author(s): Akiba K, Fukao T, Goto M, kuwayama N, Morita M, Hori T, Aoyama Y, Venkatesan R, Wierenga R, Moriyama Y, Hashimoto T, Usuda N, Murayama K, Ohtake T, Hasegawa Y, Shigematsu Y, Hasegawa Y
  • Organizer: Annual symposium of the society for the study of inborn erroros of metabolism
  • Place of Presentation: Innsbruck (Austria)
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-05
• [Presentation] Alu elements insertions into intron 9 affect exon 10 recognition with a suboptimal splice acceptor site in human ACAT1 gene. (2014)
  • Author(s): Fukao T, Hori T, Sasai H, Ohtsuka H, Kimura T, Aoyama Y
  • Organizer: Annual symposium of the society for the study of inborn errors of metabolism
  • Place of Presentation: Innsbruck(Austria)
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-05