新規ヒト・インプリンティング領域の探索と生殖補助医療への影響

• 研究領域: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
• 研究課題/領域番号: 23013003
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 有馬 隆博 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80253532)
• 研究分担者: 樋浦 仁 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (70451523) ; 岡江 寛明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (10582695)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2012年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2011年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: 生殖補助医療 / DNAメチル化 / ゲノムインプリンティング / インプリント遺伝子 / メチル化インプリント / CHIP-on-chip法

研究概要

ゲノムインプリンティングは、胎盤を保有する哺乳類に特異的な現象で、胎盤形成に存在の意義があると推察されている。本研究では、生殖細胞系列のエピゲノム基盤として、マウスインプリント領域(DMR)の系統的単離・同定と領域内分子機構の解明、ヒトへの保存性を基に、ヒト生殖補助医療(ART)がゲノムインプリンティング機構に与える影響と異常を起こす分子機構について明らかにすることを目的とする。さらに、胎盤特異的にインプリンティングを受ける遺伝子についても、研究を発展させる。本年度の成果は、(1)メチル化インプリント領域(DMR)における男性不妊症時患者精子のメチル化異常:ヒト男性精子のインプリント異常について、網羅的な解析を正確に行い、その異常の頻度、程度、影響を受けやすい領域を明らかにした。その結果、およそ25%にメチル化異常を認め、精子数の少ない乏精子症精子では、その頻度が高い事が判明した(80%)。同様に、程度も精子数と負の相関を示した。また、異常のパターン分類により、DNAメチル化異常は精子成熟過程の異常かあるいは初期化の異常であることが示唆された。(2)胎盤特異的インプリント遺伝子の単離:ART妊娠では、胎盤異常の頻度が高い。そのため、周産期合併症の頻度も高い。今回、マウスを用い、胎盤特異的インプリント遺伝子を複数同定した。また、ヒト胎盤へのインプリントの保存性も確認した。初期化異常を示すクローンマウスの胎盤は、肥大化する。我々が発見した胎盤特異的インプリント遺伝子は、このマウスの胎盤でインプリント異常を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Re-investigation and RNA sequencing-based identification of genes with placenta-specific imprinted expression (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Okae, et al
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 21 号: 3 ページ: 548-558
  • DOI: 10.1093/hmg/ddr488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution and Y397 phosphorylation of focal adhesion kinase on follicular development in the mouse ovary (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakurai M, Ohtake J, Ishikawa T, Tanemura K, Hoshino Y, Arima I, Sato E
  • 雑誌名: Cell and Tissue 巻: 347 号: 2 ページ: 457-465
  • DOI: 10.1007/s00441-011-1307-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput detection of aberrant imprint methylation in the ovarian cancer by the bisulphite PCR-Luminex method. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiura H, Okae H, Kobayashi H, Miyauchi N, Sato F, Sato A, Suzuki F, Nagase S, Sugawara J, Nakai K, Yaegashi N, Arima T.
  • 雑誌名: BMC Medical Genomics 巻: 5 号: 1 ページ: 8-17
  • DOI: 10.1186/1755-8794-5-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of DNA methylation errors in patients with imprinting disorders conceived by assisted reproductive technologies. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiura H, Okae H, Miyauchi N, Sato F, Sato A , Van De Pette M, John R M, Kagami M, Nakai K, Soejima H, Ogata T, Arima T.
  • 雑誌名: Human Reproduction 巻: 27(8) 号: 8 ページ: 2541-2548
  • DOI: 10.1093/humrep/des197
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生殖補助医療由来の先天性ゲノムインプリンティング異常症 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博、樋浦仁、岡江寛明
  • 雑誌名: 日本生殖内分泌学会雑誌 Japanese Journal of Reproductive Endocrinology 巻: 17 ページ: 54-58
  • NAID: 40019434316
• [雑誌論文] Aberrant DNA Methylation of Imprinted Loci in Male and Female Germ Cells of Infertile Couples (2012)
  • 著者名/発表者名: Arima T, Okae H, Hiura H, Miyauchi N, Sato F, Sato A, Hayashi C
  • 雑誌名: INTECH 巻: 29 ページ: 183-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput detection of imprint methylation errors in the ovarian cancer by the bisulphite PCR-Luminex method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiura H, Okae H, Kobayashi H, Miyauchi N, Sato F, Sato A, Suzuki F, Nagase S, Junichi Sugawara J, Nakai K, Yaegashi N, Arima T
  • 雑誌名: BMC medical Genomics 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role for piRNAs and non-coding RNA in de novo DNA methylation of the imprinted mouse Rasgrf1 locus (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Tomizawa, S., Mitsuya, K., Totoki, Y., Yamamoto, Y., Kuramochi-Miyagawa, S., Iida, N., Hoki, Y., Murphy, P.J., Toyoda, A., Gotoh, K., Hiura, H., Arima, T., Fujiyama, A., Sado, T., Shibata, T., Nakano, T., Lin, H., Ichiyanagi, K., Soloway, P.D., Sasaki, H
  • 雑誌名: Science 巻: 332 号: 6031 ページ: 848-52
  • DOI: 10.1126/science.1203919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing loss of imprint methylation in sperm from subfertile men using novel methylation PCR-Luminex analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato A, Hiura H, Okae H, Miyauchi N, Abe Y, Utsunomiya T, Yaegashi N, Arima T
  • 雑誌名: Fertil and Steril 巻: 95 号: 1 ページ: 129-134
  • DOI: 10.1016/j.fertnstert.2010.06.076
  • 査読あり
• [雑誌論文] The physical ability of Japanese female elderly with cerebrovascular disease correlates to the telomere length and subtelomeric methylation status in their peripheral blood leukocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda T, Oyama J, Higuchi Y, Nishiyama Y, Kudo Y, Yamori Y, Nakazono T, Arima I, Mimori K, Makino N
  • 雑誌名: Gerontology 巻: 57 号: 2 ページ: 137-143
  • DOI: 10.1159/000314633
  • 査読あり
• [雑誌論文] The correlation between the clinical laboratory data and the telomere length in peripheral blood leukocytes of Japanese female patients with hypertension (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda T, Oyama J, Sasaki M, Arima T, Makino N
  • 雑誌名: The Journal of Nutrition, Health and Aging (JNHA) 巻: 15 ページ: 240-244
  • 査読あり
• [学会発表] 乏精子症とゲノムインプリンティング (2013)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博、千葉初音
  • 学会等名: 日本生殖再生医学会・第8回学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-10
• [学会発表] 生殖医療とエピジェネティクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 学会等名: 日本不妊カウンセリング学会・第11回学術集会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] ARTにおけるエピジェネティク機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 学会等名: 日本生殖再生医学会・第7回学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] ART and Epigenetic Errors-Abnormal DNA methylation in imprinting disorders after ART (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 学会等名: 卵巣に関する国際カンファレンス2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] インプリント遺伝子の分子間相互機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 学会等名: 熊本大学セミナー
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2012-02-10
• [学会発表] 胎盤特異的インプリント遺伝子の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 学会等名: 第4回生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-18
• [図書] 遺伝子医学MOOK 25号 (2013)
  • 著者名/発表者名: 千葉初音、岡江寛明、有馬隆博
  • 出版者: 株式会社メディカルドゥ(印刷中)
• [図書] DNA METHYLATION (2012)
  • 著者名/発表者名: Arima T, Okae H, Hiura H, Miyauchi N, Sato F, Sato A, Hayashi C.
  • 出版者: INTECH
• [図書] 日本生殖内分泌学会雑誌 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 出版者: 日本生殖内分泌学会(掲載確定)
• [図書] 産婦人科の実際 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 出版者: 金原出版株式会社
• [図書] 助産雑誌 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 癌と化学療法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 出版者: 癌と化学療法社
• [図書] 卵子学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆博
  • 出版者: 京都大学学術出版会
• [産業財産権] ヒト精子の質的機能評価システムに応用するDNAメチル化解システムの開発 (2012)
  • 発明者名: 有馬隆博
  • 権利者名: 東北大学
  • 出願年月日: 2012-05-16
  • 外国