食後代謝異常が造血幹細胞老化を誘導する際のヒストン脱メチル化酵素の役割

组蛋白去甲基化酶在餐后代谢异常诱导造血干细胞衰老中的作用

• 批准号: 21K08041
• 负责人: 岩崎 真佳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kansai Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08041/
• 关键词: 糖尿病; 幹細胞老化; ヒストン修飾酵素; マイクロRNA

これまでに報告者は血糖値+中性脂肪値のスパイクがHSPCの転写制御の変化を誘導し造血幹細胞の老化を促進することを確認した。幹細胞の運命決定にヒストン の修飾は重要な役割を果たし、一方で代謝の変化がヒストン修飾酵素に影響することが知られている。2021年度報告者は①血糖値+中性脂肪値のスパイクはヒストン H3の27番目のリジン(H3K27me2/3)を脱メチル化する酵素であるKdm6bの発現を特異的に増加させること②血糖値+中性脂肪値のスパイクによって誘導される「老化した造血幹細胞の表現型」の出現がKDM6阻害剤の投与によって抑制できることを報告した。造血幹細胞の運命決定遺伝子はH3K27me3修飾を受け、発現を抑制されている。2021年度までの結果から、血糖値+中性脂肪値のスパイクはKDM6bを活性化させ、HSPCから骨髄球系への分化を決定付ける転写因子であるSpi1とCebpaの転写を活性化させていることが強く示唆されたため、2022年度はまずSpi1とCebpaの発現量を実際に確認した。しかし結果はSpi1とCebpaの発現量に有意な変化を認めなかった。RNAシークエンス解析のアップストリーム解析（転写因子）ではSpi1とCebpaの有意な活性化が示されており、この2つの結果からSPI1とCEBPaによらないSpi1とCebpaの下流の標的遺伝子群の活性化が起こっている可能性が示唆された。そこでKDM6bではなく更に上流の因子としてマイクロRNAに着目して検討を進めることとした。骨髄細胞由来のLSK細胞分画(HSPC分画)についてマイクロRNAシークエンス解析を行い、RNAシークエンス解析の結果と合わせて解析を行った。血糖値+中性脂肪値のスパイクがKdm6bを標的とするマイクロRNAを制御していることがわかった。血糖値のみのスパイクはこのマイクロRNAに影響を与えない。

到目前为止，作者已经证实，血糖和甘油三酯水平的升高会引起 HSPC 转录调控的变化，并促进造血干细胞的衰老。组蛋白修饰在决定干细胞命运中发挥重要作用，已知代谢变化会影响组蛋白修饰酶。 2021 年报告的作者发现，① 血糖水平的峰值 + 甘油三酯水平会特异性增加 Kdm6b 的表达，Kdm6b 是一种使组蛋白 H3 的第 27 个赖氨酸 (H3K27me2/3) 去甲基化的酶；② 血糖水平 + 我们报道了由甘油三酯水平峰值诱导的“衰老造血干细胞表型”可以通过施用 KDM6 抑制剂来抑制。 H3K27me3 修饰造血干细胞的命运决定基因，其表达受到抑制。截至 2021 年的结果表明，血糖和甘油三酯水平的峰值会激活 KDM6b，进而激活 Spi1 和 Cebpa 的转录，这两种转录因子决定 HSPC 分化为骨髓谱系。由于这是强烈暗示的，因此我们首先实际证实了这种表达。 2022 年 Spi1 和 Cebpa 水平。然而，结果显示Spi1和Cebpa的表达水平没有显着变化。 RNA序列分析（转录因子）的上游分析显示Spi1和Cebpa显着激活，这两个结果表明Spi1和Cebpa下游靶基因的激活独立于SPI1和CEBPa，这表明可能正在发生这种情况。因此，我们决定将重点放在 microRNA 作为更上游的因子上，而不是 KDM6b。对源自骨髓细胞的LSK细胞级分(HSPC级分)进行MicroRNA序列分析，并结合RNA序列分析的结果进行分析。研究发现，血糖和甘油三酯水平的升高可调节靶向 Kdm6b 的 microRNA。仅血糖水平的升高不会影响这种 microRNA。