• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ヒト家族性疾患重症化に関わる特異なエピゲノム環境の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K24296
補助金の研究課題番号 22H03035 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

竹内 純  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (10451999)

研究分担者 小柴 和子  東洋大学, 生命科学部, 教授 (30467005)
井原 健介  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (50770210)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード心臓発生 / 心疾患 / Holt-Oram症候群 / lncRNA / bioinformatics analysis / 先天性疾患 / 非コードRNA / 転写制御 / TBX5 / 非コード領域 / 先天性心疾患 / エピゲノム / 非コードゲノム領域
研究開始時の研究の概要

2つのlncRNA(Gm5563:心臓、Gm42017:上肢)の遺伝子破壊モデルを用いて以下の3つの研究を遂行する。
1:心臓形成(組織学解析)、心機能(電気生理学解析)に焦点を当てた、lncRNA(Gm5563/Gm35369)の生体機能の理解
2:分子生物学・生化学解析によるGm5563/Gm35369の相互作用因子の同定と転写調節制御機構の理解
3:細胞モデル(変異ヒトiPS由来心筋)を用いた疾患iPS由来心筋の性質理解とヒト先天性心疾患発症および重症化の理解
本研究は3年間でlncRNAの調節機構を明確化し、先天性遺伝子疾患研究に新たな概念を提唱する。

研究実績の概要

本研究では、先行研究・萌芽的研究成果から見出された、ヒト先天性心疾患責任遺伝子の一つTBX5遺伝子座において逆方向に転写される2つのlncRNA (Gm5563(心臓特異的)/Gm42017(上肢特異的))に焦点を当てて、マウスモデルとヒトiPS細胞由来分化心筋を用いてヒト先天性疾患重症化のメカニズムの理解を目指す。2022年度に遂行した研究結果を下記に記す。
1;Tbx5;Gm5563多重遺伝子破壊マウスの形態解析:CoMBI/EFICを用いた3D空間解析により内部構造の詳細なデータを得ることができた。心室肉柱と房室中隔構造の消失、心房構造の縮小または消失、第一第二咽頭弓の融合または消失、が見受けられた。Tbx5単独のKOでは見受けられないこと、かつ、HOS患者ではレアなケースではあるが前述のような形態異常は報告されていることから、TBX5と遺伝的相互作用する機能性エピゲノム因子であると考えられる。
2;Tbx5; Gm42017多重遺伝子破壊マウスの形態解析:iGONAD法を用いて多重遺伝子破壊マウスの作成に成功している。心臓形態異常はTbx5単一遺伝子破壊マウスとほぼ同程度であったのに対して、Tbx5+/-;Gm5563+/-マウス胚心臓ではTbx5+/-マウスと同程度の表現型であったのに対し、上肢においてはTbx5単一遺伝子破壊マウスと同程度の発生異常が見受けられた。このことから二つの非コードRNAによって、Tbx5は特異性を獲得していると考えられる。
3;非コードRNAと相互作用する因子の同定:心臓転写因子Tbx5と特異的に相互作用することがわかった。

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

本年度は3つのプロジェクトの進展が見られた。各々での遺伝子破壊(KO)マウスでの形態異常のデータ獲得が得られ、それぞれのKO マウスの表現型から機能性の相違が考察された。2023年度中までに解析終了予定であったことから前倒しで研究計画に臨むことが可能となった。すでに、トランスクリプトーム解析、エピゲノム解析を開始しており、2023年度内において分子メカニズムに焦点を当てた研究を遂行する。また、シングルセル解析結果の研究は現在投稿中である。これらのことから、総合的観点からも研究は順調に進んでいると考えられる。コロナの影響がまだ解消しておらず、海外学会にて発表し共同研究先との研究議論の機会が得られなかったことが唯一残念であったが次年度では交流を深められるように計画する。

今後の研究の推進方策

本申請研究計画は3つの研究計画を予定している。
研究計画1:非コードRNAにより制御される下流遺伝子の理解:WT/KO胚間でのRNAseqを用いたトランスクリプトーム解析と組織学解析の充実を図る。
研究計画2:非コードRNAの特異的機能の理解:biotin-Gm5563およびbiotin-Gm42917を強制発現させ心臓組織由来抽出産物から各々特異的に共役する因子群の同定を目指す。
研究計画3:Gm5563およびGm42017変異ヒトiPS細胞を用いた分化指向性の理解:変異iPS細胞の作成し心機能の生理学解析を行う。本研究は研究計画1の補填的な位置付けとして計画している。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] UCSF/Gladstone Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined method of whole mount and block‐face imaging: Acquisition of <scp>3D</scp> data of gene expression pattern from conventional in situ hybridization2022

    • 著者名/発表者名
      Sutrisno Aldy Anindyawan、Katano Wataru、Kawamura Hayata、Tajika Yuki、Koshiba‐Takeuchi Kazuko
    • 雑誌名

      Development, Growth &amp; Differentiation

      巻: 65 号: 1 ページ: 56-64

    • DOI

      10.1111/dgd.12827

    • 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
  • [学会発表] Interaction between Sall1/4 and Myocd is critical for myocardial compaction through the regulation of cyclin genes2022

    • 著者名/発表者名
      Katano W, Mori S, Tajika Y, Takeuchi JK and Koshiba-Takeuchi K
    • 学会等名
      SDB Annual meeting, 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sall1/4 are required for cardiac conduction system development by delimiting Hcn4-positive region2022

    • 著者名/発表者名
      Katano W, Mori S, Tajika Y, Takeuchi JK and Koshiba-Takeuchi K
    • 学会等名
      55th Annual Meeting of JSDB, 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sall1/4はSrf/Myocdと協調して胎児期の心筋増殖を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      片野亘, 森俊太, 多鹿友喜, 竹内純, 小柴和子
    • 学会等名
      2022年日本心臓血管発生研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] all1/4 cooperate with Myocd to promote cell cycle progression for ventricular myocardial compaction2022

    • 著者名/発表者名
      Katano W, Mori S, Tajika Y, Takeuchi JK and Koshiba-Takeuchi K
    • 学会等名
      2022年分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-08-08  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi