| 研究課題/領域番号 |
23K21514
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| 補助金の研究課題番号 |
21H03190 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分58020:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含む
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
鈴木 武博 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (60425494)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | ヒ素 / 妊娠期曝露 / DNAメチル化 / 後発影響 / 生殖細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化学物質曝露が次世代やさらにそれ以降の世代にまで健康に悪影響を及ぼすという多世代・継世代影響が指摘されているがその詳細はほとんど明らかになっていない。申請者らは、妊娠マウス（F0）に無機ヒ素（ヒ素）を飲水投与すると、産まれた仔世代（F1）の精子DNAにおいてDNA全体のメチル化が低下するという現象を見出した。本研究では、精子の形成段階に着目し、妊娠期のヒ素曝露が、どの段階でF1精子DNAのメチル化変化を誘導するのか、そのメカニズムの一端を明らかにする。さらに、妊娠期ヒ素曝露によるF1精子DNAでのメチル化変化が、どの世代まで、どの部位で継承されるのかを検討する。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、前年度に確立した条件において、妊娠8日～18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウム (NaAsO2) を飲水投与したC3Hマウス (ヒ素群) 及び対照群から得た、生後6日目のマウス精巣から、抗CD49f抗体を用いてA型精原細胞を単離した。A型精原細胞から抽出したDNAを用いてRRBSライブラリを作成し、次世代シークエンスによりシークエンスデータを得た。続いて、Bismarkによりmm10にマッピングし、methylKitでメチル化率を算出した。アノテーションの付与はHomerでおこなった。その結果、ヒ素群F1のA型精原細胞ではゲノムワイドなDNA低メチル化が観測された。同定した全CpGと、対照群に対してヒ素群でメチル化が5％以上上昇または低下したDMCをannotation分類すると、F1精子と同様に、特にLINEでDMCの出現率が高かった。LINEはA型精原細胞においてもヒ素の影響を受けやすい領域であることが示唆された。一方、F1精子と異なりLINEでhypoDMCが大きく増加する現象は観測されなかった。A型精原細胞以降の精子形成過程においてDnmtやTet発現のダイナミックな変化が報告されており、これらがヒ素の影響を受けることでF1精子でのhypoDMC増加につながる可能性が示唆された。
ヒ素曝露により世代を超えて継承される精子ゲノムメチル化変化部位の同定については、F2およびF3での次世代シークエンスの追試をおこない、解析を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2023年度は、妊娠8日～18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウム (NaAsO2) を飲水投与したC3Hマウス (ヒ素群) 及び対照群から得た、生後6日目のマウス精巣から、抗CD49f抗体を用いて単離したA型精原細胞のDNAを用いてRRBSによる網羅的DNAメチル化解析をおこなった。マウスの仔の食殺が多くサンプル数を集めるのに非常に時間がかかったが、ヒ素群F1のA型精原細胞ではゲノムワイドにDNAが低メチル化されることがわかった。F1精子と同様に、特にLINEでDMCの出現率が高いことを明らかにし、LINEはA型精原細胞においてもヒ素の影響を受けやすい領域である可能性が示唆された。このような結果が得られているため、おおむね順調に進展していると考えている。次年度は、前精原細胞においても網羅的なDNAメチル化解析を行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度までに確立した条件で、妊娠8日～18日に85 ppmの亜ヒ酸ナトリウムを飲水投与した妊娠18日目のマウス胎児精巣から抗Thy1抗体を用いて前精原細胞を単離する。単離した前精原細胞からDNAを抽出し、RRBSライブラリを作成し、次世代シークエンス解析をおこなう。F1の前精原細胞、A型精原細胞、精子のDNAメチル化状態を比較し、どの段階からDNAメチル化変化が起こるのかを明らかにする。
ヒ素曝露により世代を超えて継承される精子ゲノムメチル化変化部位の同定については、前年度から引き続き、妊娠期ヒ素曝露したC3Hマウス (ヒ素群) 及び対照群の、仔世代 (F1)、孫世代 (F2)、ひ孫世代（F3）の17週齢オス精子ゲノムのDNAメチル化解析をおこなう。F2及びF3のDNAメチル化変化とF1で観測されたDNAメチル化変化とを比較し、DNAメチル化変化が、どの世代まで、どの部位で伝わるのかを明らかにする。
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