causal SNV探索を通じたApoA1遺伝子の新たな発現調節機構の解明

• 研究課題/領域番号: 19K20175
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 會田 雄一 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60752152)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 生活習慣病

研究開始時の研究の概要

次世代シークエンサーは世界中で膨大な量の塩基情報を生み出しており、医療のみならずヘルスケアへの応用が期待される。この第一歩は、次世代シークエンサーから得られた塩基情報と、人種や地域、生活習慣など様々な環境下で得られる表現型を組み合わせる解析である。こうした遺伝統計学的な解析によって得られた知見をさらに、生活習慣病の個別化医療や予防医療に役立てるためには、真に機能を有する「疾患関連変異」の機能解析を分子生物学的な実験によって進める必要がある。本研究の目的は、エンハンサーやプロモーターといった遺伝子制御部位に位置する変異が、血中HDLレベルを規定するメカニズムを実験的に解明することである。

研究成果の概要

まず、2つの異なるルシフェラーゼレポーターベクターの一方にプロモーター領域の参照配列を、もう一方に同じ領域でSNVを1つだけもつ配列を挿入し、これらをヒト細胞株にコトランスフェクションしてルシフェラーゼ活性の比率を評価した。次に、スクリーニングで選び出されたSNVのcis-elementに作用するtrans因子を探索するために、転写因子だけをゲノムワイドに網羅した発現ライブラリーTranscription Factor Expression Library（TFEL）を独自に構築し、発現クローニングを行った（TFEL scan法）。

研究成果の学術的意義や社会的意義

血中HDLレベルを規定するcausal SNVの探索を目的に、TFEL scan法を用いてApoA1のプロモーター領域のSNVを解析した。同定された転写因子をヒト細胞株で過剰発現したところ、内因性のApoA1遺伝子の発現が増加した。ApoA1のプロモーター領域にあり、転写活性に影響を与えるSNVと、この部位に結合してApoA1遺伝子の発現を制御する転写因子を同定した。また、同定されたSNVがもたらす肝細胞での効果を検討するために、CRISPR/Cas9による相同組換え修復を利用してSNVを導入する実験系の構築を進めた。

研究成果

• [雑誌論文] Plasma free metanephrine and normethanephrine levels correlated to plasma catecholamine after acute running in amateur runner (2021)
  • 著者名/発表者名: Tokinoya Katsuyuki、Shishikura Yasuhiro、Sekine Nanami、Aoyagi Atsushi、Yoshida Yasuko、Aita Yuichi、Sugasawa Takehito、Nabekura Yoshiharu、Takekoshi Kazuhiro
  • 雑誌名: Journal of Exercise Science & Fitness 巻: 19 号: 3 ページ: 178-181
  • DOI: 10.1016/j.jesf.2021.03.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevalence of Germline Variants in a Large Cohort of Japanese Patients with Pheochromocytoma and/or Paraganglioma (2021)
  • 著者名/発表者名: Yonamine M、Wasano K、Aita Y、Sugasawa T、Takahashi K、Kawakami Y、Shimano H、Nishiyama H、Hara H、Naruse M、Okamoto T、Matsuda T、Kosugi S、Horiguchi K、Tanabe A、Watanabe A、Kimura N、Nakamura E、Sakurai A、Shiga K、Takekoshi K
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 16 ページ: 4014-4014
  • DOI: 10.3390/cancers13164014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High protein diet-induced metabolic changes are transcriptionally regulated via KLF15-dependent and independent pathways (2021)
  • 著者名/発表者名: Mehrazad Saber Zahra、Takeuchi Yoshinori、Sawada Yoshikazu、Aita Yuichi、Ho Man Hei、Karkoutly Samia、Tao Duhan、Katabami Kyoka、Ye Chen、Murayama Yuki、Shikama Akito、Masuda Yukari、Izumida Yoshihiko、Miyamoto Takafumi、Matsuzaka Takashi、Sugasawa Takehito、Takekoshi Kazuhiro、Kawakami Yasushi、Shimano Hitoshi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 582 ページ: 35-42
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.10.027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] FoxO-KLF15 pathway switches the flow of macronutrients under the control of insulin (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Yoshinori、Yahagi Naoya、Aita Yuichi、Mehrazad-Saber Zahra、Ho Man Hei、Huyan Yiren、Murayama Yuki、Shikama Akito、Masuda Yukari、Izumida Yoshihiko、Miyamoto Takafumi、Matsuzaka Takashi、Kawakami Yasushi、Shimano Hitoshi
  • 雑誌名: iScience 巻: 24 号: 12 ページ: 103446-103446
  • DOI: 10.1016/j.isci.2021.103446
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of Intermittent Cold Stimulations on CREB and Its Targeting Genes in Muscle: Investigations into Molecular Mechanisms of Local Cryotherapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugasawa Takehito、Tome Yoshiya、Takeuchi Yoshinori、Yoshida Yasuko、Yahagi Naoya、Sharma Rahul、Aita Yuichi、Ueda Haruna、Maruyama Reina、Takeuchi Kaoru、Morita Shohei、Kawamai Yasushi、Takekoshi Kazuhiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 13 ページ: 4588-4588
  • DOI: 10.3390/ijms21134588
  • NAID: 120007161300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hepatocyte ELOVL Fatty Acid Elongase 6 Determines Ceramide Acyl‐Chain Length and Hepatic Insulin Sensitivity in Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka T、Kuba M、Koyasu S、Yamamoto Y、Motomura K、Arulmozhiraja S、Ohno H、Sharma R、Shimura T、Okajima Y、Han SI、Aita Y、Mizunoe Y、Osaki Y、Iwasaki H、Yatoh S、Suzuki H、Sone H、Takeuchi Y、Yahagi N、Miyamoto T、Sekiya M、Nakagawa Y、Ema M、Takahashi S、Tokiwa H、Shimano H
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 71 号: 5 ページ: 1609-1625
  • DOI: 10.1002/hep.30953
  • NAID: 120007132717
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The detection of trans gene fragments of hEPO in gene doping model mice by Taqman qPCR assay (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoki Kai、Sugasawa Takehito、Yanazawa Kouki、Watanabe Koichi、Takemasa Tohru、Takeuchi Yoshinori、Aita Yuichi、Yahagi Naoya、Yoshida Yasuko、Kuji Tomoaki、Sekine Nanami、Takeuchi Kaoru、Ueda Haruna、Kawakami Yasushi、Takekoshi Kazuhiro
  • 雑誌名: PeerJ 巻: 8 ページ: e8595-e8595
  • DOI: 10.7717/peerj.8595
  • NAID: 120007132949
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of Osteoarthritis in a Medial Meniscectomy-Induced Animal Model Using Contrast-Enhanced X-ray Microtomography (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugasawa Takehito、Kuji Tomoaki、Aoki Kai、Yanazawa Koki、Takenouchi Akiko、Watanabe Makoto、Tome Yoshiya、Takeuchi Yoshinori、Aita Yuichi、Yahagi Naoya、Shishikura Yasuhiro、Ono Seiko、Yoshida Yasuko、Kawakami Yasushi、Takekoshi Kazuhiro
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 8 号: 3 ページ: 56-56
  • DOI: 10.3390/biomedicines8030056
  • NAID: 120007132651
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A synonymous VHL variant in exon 2 confers susceptibility to familial pheochromocytoma and von Hippel-Lindau disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Flores SK, Cheng Z, Jasper AM, Natori K, Okamoto T, Tanabe A, Gotoh K, Shibata H, Sakurai A, Nakai T, Wang X, Zethoven M, Balachander S, Aita Y, Young W, Zheng S, Takekoshi K, Nakamura E, Tothill RW, Aguiar RCT, Dahia PLM
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab 巻: in press 号: 9 ページ: 3826-3834
  • DOI: 10.1210/jc.2019-00235
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of Transgenes in Gene Delivery Model Mice by Adenoviral Vector Using ddPCR (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugasawa Takehito、Aoki Kai、Watanabe Koichi、Yanazawa Koki、Natsume Tohru、Takemasa Tohru、Yamaguchi Kaori、Takeuchi Yoshinori、Aita Yuichi、Yahagi Naoya、Yoshida Yasuko、Tokinoya Katsuyuki、Sekine Nanami、Takeuchi Kaoru、Ueda Haruna、Kawakami Yasushi、Shimizu Satoshi、Takekoshi Kazuhiro
  • 雑誌名: Genes 巻: 10 号: 6 ページ: 436-436
  • DOI: 10.3390/genes10060436
  • NAID: 120007133346
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 栄養素(ブドウ糖,アミノ酸,脂質)の代謝と肝疾患と糖尿病 生体イメージングを用いたニュートリゲノミクスへのアプローチ (2021)
  • 著者名/発表者名: 武内謙憲, 矢作直也, 會田雄一, 村山友樹, Saber Zahra Mehrazad, 何敏煕, Karkoutly Samia, 陶都罕, 方波見京香, 志鎌明人, 升田紫, 泉田欣彦, 川上康, 島野仁
  • 学会等名: 第64回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 糖鎖センサーによる糖質・脂質エネルギー協調制御の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 泉田欣彦, 呼延宜人, 和田亘弘, 升田紫, 武内謙憲, 畠山裕康, Saber Zahra Mehrazad, 會田雄一, 大村卓士, 加藤寛崇, 山崎悠理子, 大竹啓之, 石川まゆみ, 足立淳一郎, 森田智子, 皆川真哉, 矢澤麻佐子, 秋山義隆, 矢作直也, 古川清, 高橋倫子, 島野仁, 山内敏正, 門脇孝
  • 学会等名: 第64回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 多価不飽和脂肪酸(PUFA)によるSREBP-1特異的な抑制機序の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 升田紫, 矢作直也, 武内謙憲, 和田亘弘, 呼延宜人, Saber Zahra Mehrazad, 沢田義一, 村山友樹, 會田雄一, 西真貴子[辰巳], 泉田欣彦, 位高啓史, 片岡一則, 島野仁, 門脇孝, 山内敏正
  • 学会等名: 第64回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] Identification of PUFA-responsive domain on SREBP-1 as SCAP-independent C-terminal region (2021)
  • 著者名/発表者名: Masuda Yukari, Yahagi Naoya, Takeuchi Yoshinori, Aita Yuichi, Murayama Yuki, Wada Nobuhiro, Huyan Yiren, Saber Zahra Mehrazad, Sawada Yoshikazu, Shikama Akito, Izumida Yoshihiko, Shimano Hitoshi, Yamauchi Toshimasa
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2021
  • 国際学会
• [学会発表] causal SNV探索を通じたApoA1遺伝子の新たな発現調節機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 會田雄一, 矢作直也, 武内謙憲, 何敏熙, Saber Zahra Mehrazad, 呼延宜人, 村山友樹, 志鎌明人, 升田紫, 泉田欣彦, 関谷元博, 中川嘉, 松坂賢, 川上康, 島野仁
  • 学会等名: 第52回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [学会発表] グルココルチコイドによるGR-Bmal/Clock複合体を介した時計遺伝子Nr1d1の抑制性転写制御機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 村山友樹, 矢作直也, 武内謙憲, 會田雄一, 何敏煕, Saber Zahra Mehrazad, 志鎌明人, 升田紫, 泉田欣彦, 宮本崇史, 関谷元博, 中川嘉, 松坂賢, 大崎芳典, 菅野洋子, 岩崎仁, 鈴木浩明, 川上康, 島野仁
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 生体イメージングで迫る糖・脂質代謝に重要なKLF15遺伝子発現制御機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 武内謙憲, 矢作直也, 會田雄一, 村山友樹, Saber Zahra Mehrazad, 何敏煕, 呼延宜人, 升田紫, 泉田欣彦, 島野仁
  • 学会等名: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 多価不飽和脂肪酸(PUFA)によるSREBP-1特異的な抑制機序の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 升田紫, 矢作直也, 武内謙憲, 和田亘弘, 呼延宜人, 李恩旭, Saber Zahra Mehrazad, 沢田義一, 村山友樹, 會田雄一, 西真貴子[辰巳], 泉田欣彦, 飯塚陽子, 位高啓史, 片岡一則, 島野仁, 門脇孝
  • 学会等名: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 糖鎖認識メカニズムによる糖質・脂質エネルギー協調制御の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 泉田欣彦, 和田亘弘, 呼延宜人, 鈴木卓也, 升田紫, 畠山裕康, 武内謙憲, Saber Zahra Mehrazad, 村山友樹, 會田雄一, 山崎悠理子, 梅原敏弘, 大竹啓之, 高橋倫子, 矢作直也, 島野仁, 山内敏正, 門脇孝
  • 学会等名: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] Elucidation Of Apoa1 Gene Regulatory Mechanism Through Searching Causal Single-Nucleotide Variants (2020)
  • 著者名/発表者名: Aita Yuichi, Yahagi Naoya, Takeuchi Yoshinori, Ho Man Hei, Saber Zahra Mehrazad, Huyan Yiren, Murayama Yuki, Shikama Akito, Masuda Yukari, Izumida Yoshihiko, Sekiya Motohiro, Nakagawa Yoshimi, Matsuzaka Takashi, Kawakami Yasushi, Shimano Hitoshi
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 多価不飽和脂肪酸(PUFA)によるSREBP-1特異的な抑制機序の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 升田 紫, 矢作 直也, 武内 謙憲, 和田 亘弘, 呼延 宜人, 李 恩旭, Mehrazad Saber Zahra, 沢田 義一, 村山 友樹, 會田 雄一, 西 真貴子[辰巳], 泉田 欣彦, 飯塚 陽子, 位高 啓史, 片岡 一則, 島野 仁, 門脇 孝
  • 学会等名: 第62回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] 糖と脂肪酸のエネルギー基質動員を制御する分子基盤の探求 (2019)
  • 著者名/発表者名: 泉田 欣彦, 和田 亘弘, 矢作 直也, 武内 謙憲, 李 恩旭, 呼延 延人, 升田 紫, 沢田 義一, 戸谷 直樹, 朴 賢英, 會田 雄一, 志鎌 明人, 飯塚 陽子, 島野 仁, 山内 敏正, 門脇 孝
  • 学会等名: 第62回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] SNP rs7074440は肝細胞において転写因子C-FOSとの結合を介してTCF7L2遺伝子発現を調節している機能性SNPである (2019)
  • 著者名/発表者名: 武内 謙憲, 矢作 直也, 朴 賢英, 會田 雄一, 村山 友樹, Saber Zahra Mehrazad, 何 敏煕, 升田 紫, 泉田 欣彦, 宮本 崇史, 関谷 元博, 松坂 賢, 中川 嘉, 川上 康, 島野 仁
  • 学会等名: 第51回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [学会発表] Hepatic KLF15 is involved in lipogenesis via inhibitory effect on SREBP-1c promoter during fasting (2019)
  • 著者名/発表者名: 武内謙憲, 矢作直也, 會田雄一, 村山友樹, Zahra Mehrazad-Saber, 何敏熙, 和田亘弘, 李恩旭, 呼延宜人, 升田紫, 泉田欣彦, 島野仁
  • 学会等名: IDF (International Diabetes Federation) Congress 2019
  • 国際学会
• [備考] 筑波大学医学医療系ニュートリゲノミクスリサーチグループ
  • URL: http://nutrigenomics.umin.jp/