胎盤を介した肥満体質の遺伝機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19K17971
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54040:代謝および内分泌学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 小塚 智沙代 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, 基礎科学特別研究員 (70722370)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 糖尿病 / 肥満 / 胎盤 / 次世代 / エピゲノム

研究開始時の研究の概要

肥満による二型糖尿病に罹患した母親から生まれた子供において生活習慣病の発症率が高いことが明らかになっているが、その成因における遺伝素因の寄与は僅か5%未満とされている。実験動物を用いた研究から卵子におけるエピジェネティックな変化が次世代のエネルギー代謝を変化させる可能性が示唆されているが、そのメカニズムは全くわかっていない。肥満女性の妊娠時には胎盤異常が高頻度で認められること、動物実験により胎盤異常を伴う出産では産仔が糖尿病を発症することが示されていることから、本研究ではその遺伝機序として胎盤機能に着目し、代謝疾患の母子間遺伝のメカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

肥満や二型糖尿病の遺伝機序に胎盤機能が関与する可能性を検証した。子ども世代の表現型には大きな個体差が見られたことから、環境因子の影響をできる限り排除しつつ、胎盤機能と個体を紐づけして表現型を追えるシステムを確立した。本研究期間内に立ち上げたこのシステムと胎盤の機能解析手法を活用し、今後は子どもの表現型に相関する胎盤機能を絞り込み、子ども世代の肥満・二型糖尿病を予防する方法の開発に繋げていきたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、母体の栄養状態がエピゲノムを介して胎児に及ぼす影響が注目されているが、既存モデルでは母体の栄養状態それ自体による様々な交絡的な影響が排除できず、研究は難航している。本研究により確立されたシステムではそれらの影響を排除しつつ、胎盤機能と個体を紐づけして表現型を追えることから、胎内環境や胎盤の異常が子どもの長期的な表現型に及ぼす影響の解明とその結果をもとにした新しい予防医学の構築に寄与することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] H2AK119ub1 guides maternal inheritance and zygotic deposition of H3K27me3 in mouse embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Mei Hailiang、Kozuka Chisayo、Hayashi Ryoya、Kumon Mami、Koseki Haruhiko、Inoue Azusa
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 53 号: 4 ページ: 539-550
  • DOI: 10.1038/s41588-021-00820-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Placental superoxide dismutase 3 mediates benefits of maternal exercise on offspring health (2021)
  • 著者名/発表者名: Kusuyama J, Alves-Wagner AB, Conlin RH, Makarewicz NS, Albertson BG, Prince NB, Kobayashi S, Kozuka C, Moller M, Bjerre M, Fuglsang J, Miele E, Middelbeek RJW, Xiudong Y, Xia Y, Garneau L, Bhattacharjee J, Aguer C, Patti ME, Hirshman MF, Jessen N, Hatta T, Ovesen PG, Adamo KB, Nozik-Grayck E, Goodyear LJ.
  • 雑誌名: Cell Metabolism 巻: Mar 19 号: 5 ページ: 939-956
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2021.03.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Bromodomain-containing proteins regulate glucose metabolism via gut-liver FGF15/19 pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Chisayo Kozuka
  • 学会等名: Keystone eSymposia on Obesity: From Cell to Patient joint with Diabetes: Many Faces of the Disease
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] エピゲノムを標的とした新しい肥満医療を目指して (2021)
  • 著者名/発表者名: 小塚智沙代
  • 学会等名: 第41回 日本肥満学会
  • 招待講演
• [学会発表] 留学はしたほうがよい？～留学のメリット・デメリット～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 小塚智沙代
  • 学会等名: 第93回 日本内分泌学会学術総会
  • 招待講演