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ヒト椎間板変性に対するエピゲノムワイド関連解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K09597
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56020:整形外科学関連
研究機関三重大学

研究代表者

明田 浩司  三重大学, 医学部附属病院, 講師 (20422826)

研究分担者 奥村 克純  三重大学, 生物資源学研究科, 招へい教授 (30177183)
島岡 要  三重大学, 医学系研究科, 教授 (40281133)
須藤 啓広  三重大学, 医学系研究科, 教授 (60196904)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード椎間板変性 / エピジェネティクス / DNAメチル化 / 細胞周期関連遺伝子 / 椎間板 / エピジェネティックス / RNAシークエンス / DNAのメチル化 / 腰痛
研究開始時の研究の概要

椎間板変性は腰痛の発症と関連する。エピジェネティクスはDNAのメチル化修飾(DNAメチル化)を始めとした遺伝子発現を調節する機構であり、細胞分化や組織の安定化に寄与する。しかし、これまで椎間板変性とエピジェネティクスの関連性は明らかになっていない。本研究の目的はヒト椎間板組織のエピゲノムワイド関連解析からDNAメチル化特性を椎間板変性度別に解析し、椎間板変性の鍵となる候補遺伝子を同定することである。

研究成果の概要

ヒト椎間板組織のエピゲノムワイド関連解析からDNAメチル化様式に変化を生じた225遺伝子を同定した。その中で細胞周期、細胞増殖、アポトーシスに関連する2遺伝子 (cytoplasmic activation/proliferation-associated protein-1 [CAPRIN1], growth arrest and DNA damage 45 gamma [GADD45G])に着目した。ヒト椎間板に2遺伝子のmRNAおよびタンパク質が発現していることを確認した。2遺伝子のタンパク発現陽性細胞数はヒト椎間板組織の変性進行期群で有意に増加していることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

椎間板変性は遺伝性を背景に環境因子が影響すると考えられているが、その関連性は不明である。エピジェネティクスはDNAのメチル化修飾(DNAメチル化)を始めとした遺伝子発現を調節する機構であり、細胞分化や組織の安定化に寄与する。DNAメチル化様式に変化を生じたCAPRIN1, GADD45Gはヒト椎間板において発現しており、椎間板変性の進行に関連することが示された。エピジェネティクスの変化を背景に細胞周期関連遺伝子の発現の変化が椎間板変性の原因の一つである可能性が考えられた。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Expression of GADD45G and CAPRIN1 in Human Nucleus Pulposus: Implications for Intervertebral Disc Degeneration2023

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Koki、Akeda Koji、Yamada Junichi、Hasegawa Takahiro、Takegami Norihiko、Fujiwara Tatsuhiko、Sudo Akihiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 6 ページ: 5768-5768

    • DOI

      10.3390/ijms24065768

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide Analysis of DNA Methylaton Identifies Differentially Methylated Loci Associated With Human Intervertebral Disc Degeneration.2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuno A, Akeda K, Takebayashi S I, Shimaoka M, Okumura K, and Sudo A.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 号: 9 ページ: e0222188-e0222188

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0222188

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of the RANK/RANKL/OPG system in the human intervertebral disc: implication for the pathogenesis of intervertebral disc degeneration2019

    • 著者名/発表者名
      Sano Tomohiko、Akeda Koji、Yamada Junichi、Takegami Norihiko、Sudo Takao、Sudo Akihiro
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 20 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s12891-019-2609-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Expression Of Cytoplasmic Activation/proliferation-associated Protein-1 (carpin1) In The Human Nucleus Pulposus2023

    • 著者名/発表者名
      Junichi Yamada; Koji Akeda; Koki Kawaguchi; Takahiro Hasegawa; Norihiko Takegami; Tatsuhiko Fujiwara; Akihiro Sudo
    • 学会等名
      Orthopaedic Reseach Society 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression Of Growth Arrest And Dna Damage 45 Gamma (gadd45g) In Human Nucleus Pulposus2023

    • 著者名/発表者名
      Koki Kawaguchi; Koji Akeda; Takahiro Hasegawa; Junichi Yamada; Norihiko Takegami; Tatsuhiko Fujiwara; Akihiro Sudo
    • 学会等名
      Orthopaedic Reseach Society 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト椎間板髄核におけるCaspase recruitment domain-containing protein 14 (CARD14) の発現2023

    • 著者名/発表者名
      川口航希、明田浩司、長谷川貴栄、山田淳一、竹上徳彦、藤原達彦、須藤啓広
    • 学会等名
      第52回日本脊椎脊髄病学会学術集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト椎間板におけるCytoplasmic activation/proliferation associated protein-1 (caprin-1)の発現2022

    • 著者名/発表者名
      山田淳一、明田浩司、川口航希、長谷川貴栄、竹上徳彦、藤原達彦、須藤啓広
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト椎間板におけるGrowth arrest and DNA damage inducible 45 gamma (GADD45G)の発現2022

    • 著者名/発表者名
      川口航希、明田浩司、長谷川貴栄、山田淳一、竹上徳彦、藤原達彦、須藤啓広
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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