2013 Fiscal Year Annual Research Report
エピゲノム情報の統合解析による子宮内膜の脱落膜化に伴う遺伝子発現制御機構の解明
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25293343
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
杉野 法広 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10263782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山縣 芳明 山口大学, 医学部附属病院, 准教授 (30363120)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 子宮内膜 / 脱落膜化 / エピジェネティクス / ヒストン修飾 / 転写調節 |
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| Research Abstract |
本研究では、子宮内膜間質細胞 (ESC) において、脱落膜化によりゲノム全体にわたりどのようなepigenetic変化が誘導されるかを次世代シーケンサーを用いて解析した。
IRBの承認と患者の同意を得て分離したESCをエストロゲンとプロゲステロンで14日間培養することで脱落膜化を誘導した後に、ヒストン修飾(H3K27ac、H3K4me1、H3K4me3、H3K27me3)の変化をChIP シークエンス法で解析した。脱落膜化によりゲノム全体にわたり多くの領域でヒストン修飾が変化した。その変化は転写活性化に作用するH3K27acまたはH3K4me3修飾の上昇が主であり、H3K27ac、H3K4me3修飾の低下や、転写抑制に働くH3K27me3修飾の変化は少なかった。また、H3K27acとH3K4me3の修飾変化は転写開始点(TSS)上流よりも、下流のgene body、特に3kb以上離れた遠位下流領域に多く認められた。次に、ヒストン修飾変化と遺伝子発現変化との関係について検討するために、mRNA発現変化をRNAシークエンス法で解析した。脱落膜化によりmRNA発現が著明に増加する遺伝子では、TSS付近に加えて遠位領域にもH3K27acまたはH3K4me3の修飾上昇変化を伴っていた。このようなヒストン修飾の上昇とともに発現が増加する遺伝子群の特徴をパスウエイ解析で調べたところ、insulin signalingに関連する遺伝子が多く含まれており、脱落膜化における糖代謝の重要性が示唆された。
ゲノムワイド解析により、ESCでは脱落膜化により多くの遺伝子がヒストン修飾変化を伴い発現が変化することを初めて明らかにした。また、これまで注目されてきたTSS付近のみならず、遠位下流領域のヒストン修飾変化も遺伝子発現調節に関与している可能性を示した。
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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
エストロゲンとプロゲステロンで脱落膜化を誘導したヒト子宮内膜間質細胞について、次世代シークエンサーを用いたゲノムワイドの実験が成功し、脱落膜化により転写活性が増減している遺伝子領域とヒストン修飾の変化のある領域を同定することができた。これにより、来年度の研究目的「エピゲノム変化のみられた遺伝子の機能的役割と遺伝子発現の脱落膜化の過程における時間的変化を明らかにする」に繋がった。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度の研究により、脱落膜化によって転写活性が増減しかつヒストン修飾の変化のある遺伝子について、ヒストン修飾（H3K27ac, H3K4me3）をChIP-PCR で、mRNA発現をRT-PCR により測定し、脱落膜化の過程における時間的変化を明らかにする。さらに、現段階の準備実験により、insulin signal－glucose 代謝 に関連する遺伝子が抽出されているので、ヒト子宮内膜間質細胞の脱落膜化にglucose の取り込みが関与するかなどの機能解析を行う。研究分担者や連携研究者との連携を密にするほか、研究室カンファレンスでの参考意見も積極的に取り入れ、さらに大学院生の指導も強化して、研究がより効率的に進むようにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
一部の実験については、準備実験の段階にとどまっている。具体的には、クロマチン構造変化解析の実験については、実験条件の設定などの準備実験の段階にとどまっている。また、転写因子のChIPシークエンスについては、目的とする転写因子の3つのうち、今年度は1つの転写因子の実験に集中して行ったため、他の2つについては、準備にとどまっている。このため、これらの実験は、次年度に実施するため、次年度使用額が生じた。
準備段階にある研究（クロマチン構造変化と転写因子のChIPシークエンス）を実施する費用(実験試薬、消耗品等)に使用する。
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[Journal Article] Importance of C/EBPB binding and histone acetylation status in the promoter regions for induction of IGFBP-1, PRL and Mn-SOD by cAMP in human endometrial stromal cells.2014
Author(s)
Tamura I, Sato S, Okada M, Tanabe M, Lee L, Maekawa R, Asada H, Yamagata Y, Tamura H, Sugino N
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Journal Title
Endocrinology
Volume: 155
Pages: 275-286
Peer Reviewed
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