エピゲノム解析及び核内３次元構造解析による上皮細胞バリア機能の分子基盤解明

• 研究課題/領域番号: 18K06188
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43050:ゲノム生物学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: SHARIF JAFAR 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 専任研究員 (00577968)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: Epidermis / Keratinocyte / Epigenetics / 3D nuclear domain / Gene expression / Barrier function / Keratinocytes / Stratum granulosum / 3D nuclear regulation / Programmed cel death / Barrier Function / Transcription / 3D genome organization / Basal layer / Differentiated cells / DNA methylation / H3K27me3 / エピジェネティクス / 核内３次元構造 / 皮膚バリア機能 / 転写解析 / データ解析

研究成果の概要

上皮細胞の持つバリア機能は皮膚の向上性を維持し、細菌感染などから体内を防御する。バリア機能の破綻は、アトピー性皮膚炎（AD）などの疾患の要因となる。そのため、バリア機能を制御する分子メカニズムの解明は、上皮の生物学的な機能を理解することのみならず、ADなどの疾患の治療法開発にも役立つと期待できる。本研究では、ADに類似した表現型を示すマウスモデルを用い、上皮細胞の機能を制御する遺伝子群を同定した。さらに、これらに遺伝子の制御にH3K27me3を介したエピゲノム機構やそれと連動した3次元核内構造の変化が深く関与していることも発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

My study shows that the barrier function of the epidermis is mediated by the expression a set of genes involved in immune response and cellular differentiation. Gene expression changes are regulated by changes in epigenetic marks (H3K27me3) and 3D nuclear domain.

研究成果

• [雑誌論文] A unique mode of keratinocyte death requires intracellular acidification (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui T, Kadono-Maekubo N, Suzuki Y, Furuichi Y, Shiraga K, Sasaki H, Ishida A, Takahashi S, Okada T, Toyooka K, Sharif J, Abe T, Kiyonari H, Tominaga M, Miyawaki A, Amagai M
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 118 号: 17
  • DOI: 10.1073/pnas.2020722118