2018 Fiscal Year Research-status Report

性ホルモン依存性精神疾患を規定するエピゲノムコードの解明

Research Project

Project/Area Number	17K07137
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	松本高広徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (70447374)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡村永一徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (30755913)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	性ホルモン / 気分障害
Outline of Annual Research Achievements	急速な超高齢化社会を迎え、加齢に伴う更年期障害の一つとして気分障害が注目を集めている。女性では閉経に伴うエストロゲンの急激な低下により、抑うつ、不安やうつ病のリスクが増加する。また、代表的な男性更年期障害としてうつ病が広く認知されつつあり、前立腺癌治療を目的とした抗アンドロゲン療法時の副作用としてもうつ病が問題となる。このように、気分障害は更年期疾患に特徴的な症状であり、性ステロイドホルモンの関与が予想される。そこで、性ホルモン依存性気分障害発症の分子メカニズムを把握するため、性ホルモン作用を完全に遮断したトリプル性ホルモン欠損（TKO）マウスを作出し、昨年度はTKO雄マウスの気分障害の発症に、前脳領域におけるセロトニン1A受容体とDEAF1の発現低下が寄与することを明らかにした。本年度は、さらにセロトニン1A受容体とDEAF1の分子関連の解析を進めた結果、DEAF1は転写因子として機能し、セロトニン1A受容体遺伝子プロモーター領域に結合することで、セロトニン1A受容体の発現を正に制御していることが明らかとなった。このDEAF1の転写活性化能を発揮する際には、ヒストンH３K４のジメチル及びトリメチル化修飾が連関することが判明した。さらに、性ホルモン依存性気分障害におけるDEAF1の生理的必須性を調べるため、DEAF1遺伝子欠損マウスの作成に着手した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 気分様障害を示すTKO雄マウスにおけるセロトニン1A受容体の発現低下の背景を探るため、DEAF1との分子機能関連をさらに検討した。DEAF1分子はN末端側にSANDドメイン、C末端側にMYNDモチーフを有することから転写因子として機能している可能性を想定した。先ずは神経細胞株でDEAF1のノックダウン実験を行った結果、セロトニン1A受容体mRNA発現が有意に低下することが判った。また、レポーターアッセイ法により、DEAF1はセロトニン1A受容体の転写活性促進能を有することが判明した。さらに、セロトニン1A受容体のプロモーター領域におけるDEAF1の結合様式を調べるため、DEAF1結合候補配列に変異を導入したコンストラクトを用いたレポーターアッセイを実施し、DEAF1 応答領域がセロトニン1A受容体のプロモーターの約2kb上流領域に存在することが明らかとなった。このDEAF1 応答配列における実際のDEAF1のリクルートをChIPアッセイ法により確認することができた。さらに、DEAF1がセロトニン1A受容体の転写活性能を発揮する際には、ヒストンH３K４のジメチル及びトリメチル化修飾が入ることが重要であることが明らかとなった。前脳の大脳皮質と海馬のセロトニン神経終末において、セロトニン1A受容体とDEAF1が共局在を示すこと、さらに、DEAF1陽性神経細胞にアンドロゲン受容体（AR）及びエストロゲン受容体α（ERα）、エストロゲン受容体β（ERβ）が局在していることを確認した。
Strategy for Future Research Activity	本研究により明らかとなった２つのカスケードである、１）性ホルモン受容体群によるDEAF1の転写制御、２）DEAF1によるセロトニン1A受容体の転写制御において、今後はより幅広いエピゲノム修飾変化を観察する必要があるため、ヒストンH３K４メチル化以外のヒストン修飾変化と、修飾酵素及び脱修飾酵素に着目した解析を行う必要がある。また、セロトニン1A受容体及びDEAF1が実際に気分障害に寄与しているかを検討するため、遺伝子欠損マウスを用いた高次機能解析を実施する予定である。さらに、TKOマウスの脳サンプルを用いたトランスクリプトーム解析をさらに試行し、miRNA等のnon-coding RNA制御などの他の視点からのアプローチも併せて行いたい。
Causes of Carryover	3月末に納品した物品があるため、4月支払いの残額がある