環境ストレスで生じた遺伝子変異による難治疾患の発症解明-網羅的解析とゲノム編集-

• 研究課題/領域番号: 15K08210
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 水上 洋一 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (80274158)
• 研究分担者: 森本 幸生 国際医療福祉大学, 福岡保健医療学部, 教授 (50202362)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 心筋症 / 次世代シーケンサー / 変異 / 後天的 / 次世代シーケンス解析 / 孤発性 / ゲノム編集 / ノックインマウス / 酸化ストレス / 心臓 / 遺伝子変異

研究成果の概要

環境ストレスは様々な臓器に遺伝子変異を引き起こし、心筋症や癌など致死的な疾患に関与していることが多いが、その疾患部位に発現しているため、変異はほとんど解明されていない。組織特異的なストレス誘発変異を解明するため、疾患組織から高純度DNAを抽出し、次世代シーケンサーで点突然変異を正確に解析する手法を確立した。この方法で後天的に発症した拡大型心筋症の新規変異の同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

拡張型心筋症は、遺伝性のケースと孤発的に発症するケースがある。孤発性心筋症は様々な環境因子が作用しているが、遺伝子変異が心臓組織のみ発現しているため、変異解析は困難であった。そこで微量ですべての変異を検出する技術を開発し、孤発性拡張型心筋症の新規変異を発見した。今後の心筋症の治療に大きな進展をもたらすと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Elemental diet inhibits pro-inflammatory cytokine production in keratinocytes through the suppression of NFκB activation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Koji Harada, Tarannum Ferdous, Yoichi Mizukami, Katsuaki Mishima
  • 雑誌名: Oncology reports 巻: in press ページ: 361-368
  • DOI: 10.3892/or.2018.6440
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel somatic mutation of SIN3A detected in breast cancer by whole-exome sequencing enhances cell proliferation through ERα expression (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Kenji、Yamamoto Shigeru、Sakaguti Syuiti、Isayama Keishiro、Oka Masaaki、Nagano Hiroaki、Mizukami Yoichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34290-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of heart-specific small subunit of myosin light chain phosphatase results in heart failure and conduction disturbance (2018)
  • 著者名/発表者名: Arimura Takuro、Muchir Antoine、Kuwahara Masayoshi、Morimoto Sachio、Ishikawa Taisuke、Du Cheng-Kun、Zhan Dong-Yun、Nakao Shu、Machida Noboru、Tanaka Ryo、Yamane Yoshihisa、Hayashi Takeharu、Kimura Akinori
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 巻: epub 号: 6 ページ: H1192-H1202
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00696.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glycosylation engineering of therapeutic IgG antibodies: challenges for the safety, functionality and efficacy (2018)
  • 著者名/発表者名: Mimura, Y., Katoh, T., Saldova R, O’Flaherty, R., Izumi, T., Mimura-Kimura, Y., Utsunomiya, T., Mizukami, Y., Yamamoto, K., Matsumoto, T., Rudd, PM.
  • 雑誌名: Protein Cell. 巻: 9（1） 号: 1 ページ: 47-62
  • DOI: 10.1007/s13238-017-0433-3
  • NAID: 120006398892
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of the protective effects of direct ischemic preconditioning and remote ischemic preconditioning in a rabbit model of transient spinal cord ischemia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukui, T., Ishida, K., Mizukami, Y., Yamashita, A., Yamashita, S., Matsumoto, M.
  • 雑誌名: J. Anesthesia, 巻: 32（1） 号: 1 ページ: 3-14
  • DOI: 10.1007/s00540-017-2420-5
  • NAID: 40021467934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep sequencing of the transcriptome in the anterior pituitary of heifers before and after ovulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Pandey, K., Mizukami, Y., Watanabe, K., Sakaguti, S., Kadokawa, H.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 79 号: 6 ページ: 1003-1012
  • DOI: 10.1292/jvms.16-0531
  • NAID: 130005695792
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The membrane-type estrogen receptor GPER suppresses lipopolysaccharide-induced IL-6 via inhibition of NF-kB pathway in murine macrophage cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, M., Suzuki, T., Mizukami, Y., and Ikeda, T.
  • 雑誌名: Anim. Sci. J. 巻: 88（11） 号: 11 ページ: 1870-1879
  • DOI: 10.1111/asj.12868
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GSK3β heterozygous knockout is cardioprotective in a knock-in mouse model of familial dilated cardiomyopathy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mohamed R, Morimoto S, Ibrahim I, Zhan DY, Du CK, Arioka M, Yoshihara T, Takahashi-Yanaga F, Sasaguri T.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 巻: in press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Differentiation-inducing factor-3 inhibits intestinal tumor growth in vitro and in vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubokura N, Takahashi-Yanaga F, Arioka M, Yoshihara T, Igawa K, Tomooka K, Morimoto S, Nakatsu Y, Tsuzuki T, Nakabeppu Y, Matsumoto T, Kitazono T, Sasaguri T.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 巻: 127(4) ページ: 446-455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stage-dependent benefits and risks of pimobendan in genetic dilated cardiomyopathy mice with progressive heart failure. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Morimoto S, Murayama T, Kurebayashi N, Li L, Wang YY, Arioka M, Yoshihara T, Takahashi-Yanaga F, Sasaguri T.
  • 雑誌名: British Journal of Pharmacology 巻: 172 号: 9 ページ: 2369-2382
  • DOI: 10.1111/bph.13062
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Urinary 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine as a novel biomarker of inflammatory activity in patients with cardiac sarcoidosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Myoren T, Oda S, Inari M, Ishiguchi H, Murakami W, Fukuda M, Tanaka T, Okuda S, Nao T, Doi M, Yamada J, Okamura T, Hoshii Y, Suga K, Matsuzaki M, Yano M.
  • 雑誌名: Int J Cardiol. 巻: 190 ページ: 319-328
  • 査読あり
• [学会発表] 加齢に伴って低下する排卵機能に関与する遺伝子の解明-GONAD法によるゲノム編集マウスの作製- (2018)
  • 著者名/発表者名: 水上洋一、諌山慧士朗、渡邉健司、村田智昭、大塚正人
  • 学会等名: 日本生化学会中四国支部会
• [学会発表] 乳癌患者から検出した転写抑制因子SIN3Aの体細胞変異は核外移行によってエストロゲン受容体の発現を誘導する (2018)
  • 著者名/発表者名: 水上洋一、渡邉健司、山本滋、坂口修一、岡正朗、永野浩昭
  • 学会等名: 日本生化学会中四国支部会
• [学会発表] 乳癌組織で検出された転写抑制因子SIN3A変異体は核外移行することでエストロゲン受容体を介して増殖を促進する (2018)
  • 著者名/発表者名: 水上洋一、渡邉健司、山本滋、坂口修一、岡正朗、永野浩昭
  • 学会等名: 日本分子生物学会
• [学会発表] RNA-Seqを用いたカキ‘西条’あんぽ柿原料果におけるトランスクリプトーム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中務明、江角智也、 クラムチョートソムサック、渡邊健司、坂口修一、水上洋一、板村裕之
  • 学会等名: 第66回日本食品保蔵科学会一般講演
• [学会発表] 乳癌組織で検出されたmtDNA変異遺伝子の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健司、山本滋、諫山慧士郎、岡正朗、永野浩昭、水上洋一
  • 学会等名: 第58回日本生化学会中四国支部会
• [学会発表] 加齢によって発現が変動した卵巣遺伝子のトランスクリプトーム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諌山慧士朗、渡邉健司 、村田智昭、 水上洋一
  • 学会等名: 第58回日本生化学会中四国支部会
• [学会発表] 次世代シーケンサー用による微量乳癌組織のmtDNA変異検出方法の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健司、山本滋、諫山慧士郎、岡正朗、永野浩昭、水上洋一
  • 学会等名: 第5回NGS現場の会
• [学会発表] 全ゲノム解析を応用した新事業の創出へ ーゲノム医療から環境分野までー (2017)
  • 著者名/発表者名: 水上洋一
  • 学会等名: 第5回山口生命医工学センターシンポジウム 特別講演
  • 招待講演
• [学会発表] 乳癌組織において検出したミトコンドリアゲノムDNA 変異の機能の検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健司、山本滋、諫山慧士郎、岡正朗、永野浩昭、水上洋一
  • 学会等名: 第5回山口生命医工学センターシンポジウム
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いた卵巣老化に関連する遺伝子群の網羅的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諌山慧士朗、渡邉健司 、村田智昭、 水上洋一
  • 学会等名: 第5回山口生命医工学センターシンポジウム
• [学会発表] 加齢によって変動する排卵周期における卵巣遺伝子の網羅的発現解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 諌山慧士朗、渡邉健司 、村田智昭、 水上洋一
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] 乳癌組織に存在するミトコンドリアゲノムDNA変異によるがん細胞増殖への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉健司、山本滋、諫山慧士郎、岡正朗、永野浩昭、水上洋一
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [図書] 心不全（第２版）上－最新の基礎・臨床研究の進歩－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 杜 成坤, 森本 幸生
  • 総ページ数: 720
  • 出版者: 日本臨牀社
• [備考] 遺伝子実験施設
  • URL: http://gene.yamaguchi-u.ac.jp/