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性ホルモン依存しない性差を示す疾患モデルマウスの解析

公募研究

研究領域性スペクトラム - 連続する表現型としての雌雄
研究課題/領域番号 18H04892
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

小林 慎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10397664)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワードX染色体の不活性化 / エピジェネティクス / 性差 / 疾患モデルマウス / non-coding RNA / 疾患モデル動物 / Long non-coding RNA
研究実績の概要

性差は精巣と卵巣形成に由来するステロイドホルモンに起因すると考えられているが、申請者らは生殖腺が出来上がる以前の胚、すなわち精巣と卵巣の違いに由来しない時期に、発現に雌雄差を示す遺伝子がある可能性を検討してきた。Ftx lncRNAはこのようにして見つかってきた雌胚のみで発現するゲノムインプリントを受ける遺伝子の1つであり、タンパク質を作らない長いnon-coding RNA (lncRNA)である。Ftx lncRNAの生理的役割を理解するために、ノックアウトマウス系統を作製したところ、ノックアウト(KO)マウスの一部の雌はヒトの小(無)眼球症に似た症状を示した。興味深いことにこの表現型は雄のKOマウスでは見られず、表現型には性差がある。しかし、従来の遺伝学では、FtxのようなX染色体上にコードされた遺伝子のKOは、通常雄(-/Y)が雌(-/+)よりも重篤な表現型を示すはずで、このような遺伝パターンは説明がつかない。我々はマイクロアレイ、qPCR、RNA-FISH解析からFtx KOマウスでは、一部のX連鎖遺伝子が不活性化X染色体上で活性化しており、エピジェネティクス制御として知られる「X染色体の不活性化(XCI)」が異常を示すことを明らかにした。これはXCIの異常が、表現型が雌のみで検出される原因であることを示唆している。さらに、FtxKOでどのような異常が起きているか、その詳細を調べXCIメカニズムのに迫った。KOマウスを用い、①Ftxが正常なXCIに必須であること。②FtxがXCI制御の中心的な役割を果たすXistの発現を上昇させる作用があること。③さらにその作用はcisに働くこと、④Ftxはランダム不活性化の制御には大きな影響を持たないことをを明らかにした。さらに、全遺伝子の発現解析結果から、Ftxは正常なXCIの制御・雌の目の発生に必要であり、性差を示す疾患の原因として、新たにエピジェネティクス制御の一つであるXCIが関与することを提唱した。将来的にヒト遺伝性疾患の病因解明につなげたい。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4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) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Evolution of viviparity in mammals: what genomic imprinting tells us about mammalian placental evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kaneko-Ishino and Fumitoshi Ishino
    • 雑誌名

      Reproduction, Fertility and Development

      巻: in press 号: 7 ページ: 1219-1227

    • DOI

      10.1071/rd18127

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Female mice lacking Ftx lncRNA exhibit impaired X-chromosome inactivation and a microphthalmia-like phenotype.2018

    • 著者名/発表者名
      Hosoi Y, Soma M, Shiura H, Sado T, Hasuwa H, Abe K, Kohda T, Ishino F, Kobayashi S
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 4618-4618

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06327-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Live Imaging of X-Chromosome Inactivation and Reactivation Kinetics.2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi S
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1861 ページ: 73-89

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8766-5_7

    • ISBN
      9781493987658, 9781493987665
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epigenetic differences between naive and primed pluripotent stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Saori、Kobayashi Shin、Hiratani Ichiro
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 75 号: 7 ページ: 1191-1203

    • DOI

      10.1007/s00018-017-2703-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Impaired X-inactivation caused by lack of Ftx lncRNA exhibits non-Mendelian inheritance of microphthalmia phenotype in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi S
    • 学会等名
      EMBL epigenetics & chromatin, Heidelberg, 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「細胞の脱分化・リプログラミングを1細胞レベルで可視化」2019

    • 著者名/発表者名
      小林慎
    • 学会等名
      Bio Japan 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Impaired X-inactivation caused by targeted deletion of Ftx lncRNA exhibits non-Mendelian inheritance of microphthalmia phenotype in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      小林 慎
    • 学会等名
      第13回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The Ftx lncRNA is required for normal eye development and random X chromosome inactivation in mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hosoi1, Miki Soma1, Hirosuke Shiura1, Takashi Sado4, Hidetoshi Hasuwa5, Kuniya Abe 3 Takashi Kohda1, Fumitoshi Ishino1, Shin Kobayashi1,2
    • 学会等名
      JAJ RNA 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表現型が性差を示すFat60 long non-coding RNA KOマウスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      小林慎
    • 学会等名
      第6回 X染色体研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 細胞分子工学研究部門 動的創薬モダリティ研究グループ web page

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/kobayashi.shin/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者紹介(東京医科歯科大学)

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/shin_kobayashi.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 小林慎 研究紹介

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/shin_kobayashi.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所・創薬分子プロファイリングセンター

    • URL

      http://www.molprof.jp/research/qpt1.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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