【研究分野】応用人類学

【研究領域課題番号】17H01453 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生理的多型 / 遺伝的多型 / 遺伝子発現 / メチル化 / 環境適応 / 遺伝子多型 / 環境適応能 / 免疫機能 / 生理人類学 / 生理的多型性

【研究成果の概要】

本研究は寒冷適応能と免疫機能の関連、現代人の体温調節等の生理反応と種々の免疫反応、及びゲノム・エピゲノム解析から明らかにすることを目的とした。寒冷環境の１つである高地環境において、低酸素状態と炎症反応は関連があることが知られているが、低圧低酸素曝露によってどのような免疫反応の変化が生じるのかについては十分に明らかでない。そこで、低圧低酸素時の血液成分と免疫系指標の曝露前後の変化を検討した。その結果、白血球数は有意に増加し、アルドステロンとコルチゾールが減少した。IL-6とIL-8が有意に上昇した。これらの結果から、短期間の中等度の低酸素曝露は、何らかの免疫応答を誘導することが示唆された。

【研究の社会的意義】

現生人類はわずか数万年で様々な環境に適応し、拡散していった。この過程において、遺伝的適応を果たしてきたと考えられる。一方で時に環境の変化は急激であり、遺伝的適応をする時間がなかった場合もあったかもしれない。すなわち、世代交代を経ず、一個体内で遺伝子の発現を変化させる、メチル化を含むエピジェネティクスが、より短期間での環境への適応を可能にした鍵を握っている可能性がある。今後、多様なヒトの表現型とゲノム、エピゲノムの関連解析をさらに飛躍させることで、気候変動が続く地球環境にどのようにヒトが適応していくかの指針を示すことに繋がるだろう。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】40,040千円 (直接経費: 30,800千円、間接経費: 9,240千円)

【研究分野】動物生産科学

【研究領域課題番号】16H05017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

卵巣 / エピゲノム / 顆粒層細胞 / 遺伝子発現 / クロマチン構造 / 卵胞発育 / DNAメチル化 / エピジェネティクス制御 / 応用動物 / メチル化 / 妊孕性 / エピジェネティクス / 繁殖障害 / 家畜繁殖 / 卵巣機能

【研究成果の概要】

卵胞発育過程の顆粒層細胞における大規模なDNA脱メチル化が，細胞増殖とレチノイン酸依存的に誘導されることを明らかとした．この脱メチル化が発火点となり，ヒストンH3アセチル化が生る結果，クロマチン構造変化が誘導され，遺伝子発現が誘起されることも示した．この変化に必須な顆粒層細胞の増殖は，個体の加齢に伴う卵巣間質の線維化により抑制されること，顆粒層細胞内のミトコンドリア活性化が必要であることも明らかとした．

【研究の社会的意義】

加齢に伴う妊孕性の低下，感染症や低栄養条件による繁殖障害が家畜やヒトで問題となっている．本研究で明らかとした卵胞発育の分子生物学的理解は，上記が起こる根本原因を解き明かす第一歩となる．
本研究で明らかとなった，レチノイン酸がDNA脱メチル化誘導因子であることや細胞増殖のためにミトコンドリアの活性化が必須であるとの知見は，食事（飼養環境）が卵巣機能に直結することを示す研究成果であり，このような知見が繁殖障害や不妊症の予防法開発や治療法の発見につながると期待できる．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】23659485 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

好中球 / ATL / エピジェネティクス / メチル化 / 遺伝子発現 / DNAメチル化

【研究成果の概要】

HTLV-1感染細胞が成人T細胞白血病・リンパ腫の腫瘍細胞へ多段階のステップを経て進展して行く過程を細胞表面のCD7、および癌抑制遺伝子産物であるCADM1の発現量の変化で解析できることを明らかにし、遺伝子のメチル化の網羅的解析の結果、この過程の変化は遺伝子のメチル化によって制御されていることが示唆された。腫瘍化の中間段階の細胞は無症候性キャリアの段階からすでに出現していた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】精神神経科学

【研究領域課題番号】13307027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

精神疾患 / メチル化機構 / 一卵性双生児不一致例 / 統合失調症 / メチルシトシン総量 / 双極性障害 / XBP1 / 自閉症 / メチル化 / 組織特異性 / FRGP / ゲノム差異 / 遺伝子発現 / 一卵性双生児 / 成因 / エピジェネティックス / メチレーション / ゲノム解析

【研究成果の概要】

1.統合失調症とメチル化
(1)総メチルシトシン含量:統合失調症患者と健常対照者各200人の白血球DNAをHPLCで測定した。有意な性差(男>女)を認め、男性患者は健常男性よりも有意に低値であり、若年者では顕著であった。
(2)盤及び成人末梢白血球DNAで調べた。プロモーター周辺にCpG islandを持つ遺伝子は全組織で非メチル化状態、CpG islandを持たない遺伝子は組織間で顕著なメチル化状態の差異を示した。また、個体間相異も認めた。(Nakamura et al., J Hum Genet,2003;Fuke et al. Ann Hum Genet, in press)
(3)FRGP (Fluorescent Restriction Genomic Profiling)による一卵性双生児のゲノム差異:メチル化感受性のEaglを制限酵素とするFRGPにより、昨年の自閉症に続いて、統合失調症と双極性障害不一致例で、複数のDNAフラグメントの差異を見出し、そこから自閉症2個、他は1個の遺伝子を同定した。
(4)双生児ゲノム差異とメチル化:自閉症の1つの遺伝子は、患者のメチル化が大であった。
以上のごとく、精神疾患成因へのメチル化の関与が強く示唆された。
2.双極性障害感受性遺伝子の発見:リンパ芽球の遺伝子発現をDNAマイクロアレイで解析、2組の一卵性双生児双極性障害不一致例の罹患双生児で共通して低下していた遺伝子群から、双極性障害感受性遺伝子XBP1(日本人双極性障害のオッズ4.6)を同定した。双極性障害ではXBP1を含む小胞体ストレス制御機構が低下していたが、バルプロ酸は正常化した。小胞体ストレス制御機能は気分安定薬開発の新しい標的と考えられた。メチル化を含む不一致原因解明は今後の課題である(Kakiuchi et al., Nature Genetics,2003)。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】52,000千円 (直接経費: 40,000千円、間接経費: 12,000千円)