エピゲノム制御による消化管の組織修復機構

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22590712
• 研究機関: 独立行政法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 河村 由紀 独立行政法人国立国際医療研究センター, その他部局等, その他 (10392391)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 消化管 / 糖鎖 / エピゲノム

研究概要

消化管の慢性炎症では、傷害を受けた粘膜修復のために、急速な上皮細胞分裂と機能細胞への分化が起きている。申請者らは潰瘍性大腸炎の再生上皮細胞で見られる糖鎖変化と、その主たる原因として複数の糖鎖合成遺伝子がDNAメチル化亢進により発現抑制されていることを見出した。そこで、傷害を受けた再生上皮の分裂促進およびその後の分化誘導に重要な因子がエピジェネティックな発現制御を受けているのではないかと考え、本研究ではこれらの因子の同定と、その機能解明を目指した。
マウス腸炎モデルを用いて、レトロトランスポゾン抑制に関与する遺伝子とホメオボックス遺伝子の発現が再生上皮で低下していることを見出し、更に瘍性大腸炎においてもヒトホモログの発現低下が同様に起こっていることを明らかにした。正常粘膜ではレトロトランスポゾンの発現はDNAメチル化により抑制されていたが､潰瘍性大腸炎ではL-1トランスポゾンのメチル化レベルの低下が見られた。
最終年度は再生上皮におけるDNAメチル化の機能的意義を解明すべく、セルソーターを用いて分離した再生上皮細胞を、DNAメチル化阻害剤存在下で培養した結果、細胞増殖が著しく抑制された。再生上皮細胞の増殖亢進に関与するDNAメチル化標的遺伝子を網羅的に探索するため、10万個以下の少ない細胞を用いて次世代シークエンサー解析用ライブラリーを作製する方法を確立した。バイオインフォマティックス解析の結果、潰瘍性大腸炎手術組織より分離した上皮細胞において特異的にDNAメチル化修飾を受ける遺伝子群を同定した。オントロジー解析の結果、正常上皮でのみメチル化されている遺伝子には有意に濃縮されているGOは見つからなかったが、再生上皮でDNAメチル化亢進する遺伝子は、転写および分化に関わるものが多く、傷害上皮の再生のための増殖促進におけるエピジェネティック機構の重要性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Colonic epithelial cells express specific ligands for macrophage immunosuppressive receptors Siglec-7 and -9 (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki K, Sakuma K, Kawamura YI, Izawa M, Ohmori K, Mitsuki M, Yamaji T, Hashimoto Y, Suzuki A, Saito Y, Dohi T, Kannagi R
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 188 ページ: 4690-4700
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1100605
  • 査読あり
• [雑誌論文] The monoclonal antibody HCM31 specifically recognizes the Sda tetrasaccharide in goblet cell mucin (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsubokawa D, Goso Y, Kawashima R, Ota H, Nakamura T, Nakamura K, Sato N, Kurihara M, Dohi T, Kawamura YI, Ichikawa T, Ishihara K
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 2 ページ: 223-233
  • DOI: 10.1016/j.fob.2012.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of chemokines and cytokines secreted in the peritoneal cavity during laparotomy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawashima R, Kawamura YI, Oshio T, Mizutani N, Okada T, Kawamura YJ, Konishi F, Dohi T
  • 雑誌名: J Immunoassay Immunochem 巻: 33 ページ: 291-301
  • DOI: 10.1080/15321819.2011.638409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Incomplete synthesis of carbohydrate determnants in ulcerative colitis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamura YI, Dohi T
  • 雑誌名: Nihon Rinsho 巻: 70 ページ: 646-650
• [学会発表] Genome-wide epigenomic analysis of lamina propria mononuclear cells isolated from patients with inflammatory bowel disease
  • 著者名/発表者名: Kawamura YI, Otsubo T, Oshima K, Endo TA, Toyoda T, Hagiwara T, Kawamura YJ, Konishi F, Yano H, Saito Y, Hattori M, Dohi T
  • 学会等名: The 6th Japan & US Collaboration Conference in Gastroenterology
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] DNA hypermethylation of the Sda carbohydrate synthase gene as a possible biomarker for the prognosis of ulcerative colitis
  • 著者名/発表者名: Sakurai T, Kawamura YI, Hagiwara T, Otsubo T, Hirano Maeyasiki C, Kojima Y, Gotoda T, Yano H, Saito Y, Kawamura YJ, Konishi F, Dohi T
  • 学会等名: Digestive Disease Week Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] IL-13 induces TWEAK-dependent activation of TNF-α and intestinal epithelial cell damage –a pathway associated with ulcerative colitis
  • 著者名/発表者名: Dohi T, Kawashima R, Kawamura YI, Oshio T, Yamazaki M, Hagiwara T, Okada T, Wu P, Szak A, Kawamura YJ, Konishi F, Miyake O, Yano H, Saito Y, Burkly LC
  • 学会等名: Digestive Disease Week Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Genome-wide epigenomic analysis of lamina propria mononuclear cells of inflammatory bowel disease
  • 著者名/発表者名: Otsubo T, Kawamura YI, Oshima K, Endo TA, Toyoda T, Hagiwara T, Kawamura YJ, Konishi F, Yano H, Saito Y, Hattori M, Dohi T
  • 学会等名: Digestive Disease Week Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] 末梢血白血球レクチン発現は炎症性腸疾患の病勢を反映するマーカーである
  • 著者名/発表者名: 前屋舗 千明、河村 由紀、萩原 輝記、大坪 武史、櫻井 俊之、永田 尚義、小島 康志、秋山 純一、神奈木 玲児、土肥 多恵子
  • 学会等名: 第99回 日本消化器病学会総会
  • 発表場所: 城山観光ホテル・かごしま県民交流センター（鹿児島県）