KLF14 biology: its physiological roles and transcriptional regulation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25460409
• Research Institution: National Center for Child Health and Development
• Principal Investigator: 中林 一彦 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 室長 (10415557)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Klf14 / genomic imprinting / white adipose tissue

Outline of Annual Research Achievements

KLF14遺伝子はヒト・マウスでインプリント制御を受けており、母方アレル特異的に発現する。マウスKlf14遺伝子は、胎仔期においては主に中胚葉系由来組織で強く発現しており、成体期では白色脂肪組織で特に強く発現している。ヒト集団を対象とした大規模eQTL解析・GWAS解析から、KLF14は代謝関連遺伝子群のマスター制御因子であり、KLF14遺伝子近傍にII型糖尿病を含む複数の代謝関連疾患感受性を示すSNPが同定されている。一方でKLF14の生理機能に関する知見は限られている。
本研究ではKLF14の白色脂肪組織における機能の解明を目指して、KLF14ノックアウトマウスの表現型を解析している。これまでに、高脂肪食負荷（投与期間8週間）後のKlf14-/-♂個体群並びにコントロール（Klf14+/+♂）群由来の組織を対象とした発現アレイ解析から、Klf14-/-マウス由来白色脂肪組織で炎症関連遺伝子群、細胞周期関連遺伝子群の発現が高頻度に低下していることを見出している。このことはKLF14が肥満誘導時の白色脂肪組織リモデリングに関与しており、KLF14ノックアウトマウスでは肥満誘導時の白色脂肪前駆細胞の増殖能が低下している可能性が考えられた。
H27年度中にKlf14-/+♂個体 (母方アレルKlf14が欠失しており、父方アレルKlf14は発現しない）並びにコントロール（Klf14+/+♂）群に対してより長期間の高脂肪色負荷実験（投与期間24週間）を実施した。H28年度にそれらの個体の白色脂肪組織の解析を継続し、Klf14-/+♂個体由来の脂肪組織では、コントロールと比較して脂肪細胞サイズ分布が異なること、具体的には小型細胞（前駆細胞）が減少し、成熟細胞が肥大化していることを見出した。KLF14ノックアウトマウスにおいては、高脂肪食負荷時の白色脂肪組織における脂肪蓄積能が低下している可能性が考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Genome-wide multilocus imprinting disturbance analysis in Temple syndrome and Kagami-Ogata syndrome. (2017)
  • Author(s): Kagami M, Matsubara K, Nakabayashi K, Nakamura A, Sano S, Okamura K, Hata K, Fukami M, Ogata T.
  • Journal Title: Genet Med. Volume: 19 Pages: 476-482
  • DOI: doi: 10.1038/gim.2016.123.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Targeted DNA demethylation in vivo using dCas9-peptide repeat and scFv-TET1 catalytic domain fusions. (2016)
  • Author(s): Morita S, Noguchi H, Horii T, Nakabayashi K, Kimura M, Okamura K, Sakai A, Nakashima H, Hata K, Nakashima K, Hatada I
  • Journal Title: Nat Biotechnol. Volume: 34 Pages: 1060-1065
  • DOI: doi: 10.1038/nbt.3658.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human Oocyte-Derived Methylation Differences Persist in the Placenta Revealing Widespread Transient Imprinting. (2016)
  • Author(s): Sanchez-Delgado M, Court F, Vidal E, Medrano J, Monteagudo-Sanchez A, Martin-Trujillo A, Tayama C, Iglesias-Platas I, Kondova I, Bontrop R, Poo-Llanillo ME, Marques-Bonet T, Nakabayashi K, Simon C, Monk D.
  • Journal Title: PLoS Genet. Volume: 12 Pages: e1006427
  • DOI: doi:10.1371/journal.pgen.1006427.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Changeability of the fully methylated status of the 15q11.2 region in induced pluripotent stem cells derived from a patient with Prader-Willi syndrome. (2016)
  • Author(s): Okuno H, Nakabayashi K, Abe K, Ando T, Sanosaka T, Kohyama J, Akamatsu W, Ohyama M, Takahashi T, Kosaki K, Okano H.
  • Journal Title: Congenit Anom (Kyoto) Volume: Dec 21 Pages: Epub ahead
  • DOI: doi:10.1111/cga.12206.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 成育・周産期関連疾患解明のためのエピゲノム解析 (2016)
  • Author(s): 中林一彦
  • Organizer: 金沢大学学際科学実験センター・サイエンスセミナー
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-11-18 – 2016-11-18
  • Invited
• [Presentation] 父性遺伝する食事誘導性肥満におけるインプリント遺伝子の解析と新規インプリント遺伝子の探索について． (2016)
  • Author(s): 森田純代，中林一彦，河合智子，林恵子，堀居拓郎，木村美香，亀井康富，小川佳宏，秦健一郎，畑田出穂
  • Organizer: 第10回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2016-05-19 – 2016-05-19
• [Presentation] KLF14 involves in controlling inflammation in the white adipose tissue. (2016)
  • Author(s): Tayama C, Takanashi R, Tomikawa J, Okita H, Hata K, Okamura T, Nakabayashi K.
  • Organizer: The 13th International Congress of Human Genetics
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2016-04-04 – 2016-04-04
  • Int'l Joint Research