ヒト生殖細胞系列におけるゲノムインプリンティング機構と生殖補助医療

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 21028003
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 有馬 隆博 Tohoku University, 未来医工学治療開発センター, 准教授 (80253532)
• Keywords: ゲノムインプリンティング / 生殖補助技術(ART) / アレル特異的メチル化領域 / エピジェネティックス / DNAメチル化

Research Abstract

近年、生殖補助医療(ART)技術の発達と伴に本来非常に稀であったゲノムインプリンティング(GI)異常を原因とする先天性疾患の発症頻度が増加しているとの報告が数多くみられる。GI機構の確立には配偶子形成過程におけるエピジェネティックな修飾としてアレル特異的メチル化領域(DMR)のDNAメチル化が主要な役割を果たす。このメチル化は配偶子の雄雌差を規定し、1次インプリントとして細胞に記憶され、維持される。またヒトGIの破綻は、先天性疾患に限らず、癌、生活習慣病などの後天性疾患に影響を及ぼす。本研究では生殖細胞系列のエピゲノム基盤として、DMRの系統的単離・同定を行い、ヒトARTがGI機構に与える影響について明らかにすることを目的とする。1)網羅的インプリント領域(DMR)の単離、同定:これまでに雌核発生胚由来幹細胞(PDS)および雄核発生胚由来幹細胞(ADS)を樹立し、抗メチル化シトシン抗体を用いたCHIP-on-chip法とwhole-genome Tiling arrayを組み合わせ、網羅的・系統的なDMRの検索を行ってきた。その結果、既知のDMRを含め、全ての染色体上におよそ300の候補領域をスクリーニングした。2)ヒト体外受精に用いる配偶子(精子)のインプリント異常に関する解析:ヒトインプリント異常解析法を開発し、東北大学より特許出願した。不妊症男性精子の約25%にインプリント異常があることを報告し、これがART出生児のGI異常症の頻度が高い原因となっていると推測した。

Research Products

• [Journal Article] Silencing of the imprinted Cdknlc gene in stem cells (2010)
  • Author(s): Wood MD, Hiura H, Tunster SJ, Arima T, Shin J-Y, Higgins MJ, John RM.
  • Journal Title: Epigenetics (未定, in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A tripartite paternally methylated region within the Gpr1-Zdbf2 imprinted domain on mouse chromosome 1 identified by meDIP-on-chip (2010)
  • Author(s): Hiura H, Sugawara A, Ogawa H, John RM, Miyauchi N, Miyanari Y, Horiike T, Li Y, Yaegashi N, Sasaki H, Kono T, Arima T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research (未定, in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental ability of trophoblast stem cells in uniparental mouse embryos (2009)
  • Author(s): Ogawa H, Shindo N, Kumagai T, Usami Y, Shikanai M, Jonwn K, Fukuda A, Kawahara M, SotomaruY, Tanaka S, Arima T, Kono T.
  • Journal Title: Placenta 30 Pages: 448-456
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation errors at imprinted loci after assisted conception originate in the parental sperm (2009)
  • Author(s): Kobayashi H, Hiura H, John R, Sato A, Otsu E, Kobayashi N, Suzuki R, Suzuki F, Hayashi C, Utsunomiya T, Yaegashi N, Arima T.
  • Journal Title: Euro J Human Genet 12 Pages: 1582-1592
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Genome-wide screening of imprinted genes by meDIP-on-chip (2009)
  • Author(s): 有馬隆博
  • Organizer: International symposium of NM-GCOE
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2009-12-07
• [Presentation] ART出生児と小児癌に関する多施設共同コーホート研究調査 (2009)
  • Author(s): 有馬隆博
  • Organizer: 第51回日本小児がん学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-11-27
• [Presentation] ヒト未熟卵体外成熟培養(IVM)の妊娠率と出生児のメチル化インプリントの評価 (2009)
  • Author(s): 佐藤晶子、大津英子、有馬隆博、宇津宮隆史
  • Organizer: 第54回 日本生殖医学会総会 学術集会
  • Place of Presentation: 石川
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Presentation] ヒト未熟卵体外成熟培養(IVM)の妊娠率と出生児のメチル化インプリントの評価 (2009)
  • Author(s): 佐藤晶子、大津英子、有馬隆博、宇津宮隆史
  • Organizer: 第27回 日本受精着床学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-08-06