エピゲノム修飾因子NSD1の標的遺伝子同定に基づく精神発達遅滞の分子病態解明

基于表观基因组修饰子NSD1靶基因的鉴定阐明精神发育迟滞的分子发病机制

• 批准号: 20H03643
• 负责人: 副島 英伸
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03643/
• 关键词: NSD1; ソトス症候群; エピゲノム; 精神発達遅滞; コンディショナルノックアウトマウス; DNAメチル化; ヒストン修飾; トランスクリプトーム

抗NeuN抗体を用いたセルソーティングにより、脳特異的Nsd1コンディショナルノックアウトマウス（Nsd1-cKOマウス）の海馬から成熟神経細胞核を分取した。これらの細胞核を用いて、Cut&Tag法にてゲノム網羅的なヒストン修飾（H3K27Ac、H3K27me3、H3K36me2、H3K36me3）を解析した。加えて、昨年度までに行った全ゲノムDNAメチル化解析（EM-seq）とトランスクリプトーム解析（RNA-seq）のデータも一部統合して解析した。Controlと比べてNsd1-cKOマウスでは、遺伝子間領域でH3K36me2の低下、H3K27me3の上昇、DNAメチル化の減少を認めた。Nsd1-cKOマウスで発現が減少した遺伝子のうちトップ5を解析したところ、プロモーター領域のH3K27Acの減少を認めた。このうち2つの遺伝子では、エンハンサーと思われる領域のH3K27Acの減少とH3K27me3の上昇、およびH3K36me2の減少を認めた。一方、Nsd1-cKOマウスで発現が上昇したトップ5の遺伝子はプロモーター領域のDNAメチル化の減少を認めた。以上より、Nsd1-cKOによりエピゲノム状態が変化し、ひいてはトランスクリプトームが変化することが明らかとなった。特に、遺伝子発現低下は、プロモーター領域やエンハンサー領域のH3K27Acの減少に依存し、遺伝子発現上昇はプロモーター領域のDNAメチル化の減少に依存することが示唆された。また、遺伝子発現低下トップ5遺伝子の中には、神経細胞の生存、増殖、分化、シナプス形成、樹状突起促進に関わるとされる遺伝子が含まれており、ソトス症候群の表現型と関連する可能性が考えられた。

通过使用抗Neun抗体的细胞对细胞分类，将成熟的神经元核与脑特异性NSD1的海马（NSD1-CKO小鼠）分离。使用这些细胞核，通过CUT＆TAG方法分析了覆盖基因组覆盖的组蛋白修饰（H3K27AC，H3K27ME3，H3K36ME2，H3K36ME3）。此外，从去年进行的整个基因组DNA甲基化分析（EM-SEQ）和转录组分析（RNA-SEQ）的数据也部分整合和分析。与对照相比，NSD1-CKO小鼠的H3K36me2降低，H3K27ME3的增加以及基因间区域的DNA甲基化降低。当分析NSD1-CKO小鼠表达降低的基因的前5个基因时，观察到启动子区域中H3K27AC的降低。其中两个基因显示H3K27AC的降低，可能增强子区域的H3K27ME3增加，H3K36ME2的降低。另一方面，在NSD1-CKO小鼠中表达增加的前5个基因显示启动子区域的DNA甲基化降低。从上面的角度来看，NSD1-CKO改变了表观基因组状态，进而改变了转录组。特别是，建议基因表达的降低取决于启动子和增强子区域中H3K27AC的降低，而基因表达的增加取决于启动子区域中DNA甲基化的降低。此外，在降低基因表达的前五名基因中，包括据说与神经元生存，增殖，分化，突触形成和树突促进有关的基因，这可能与索托斯综合征的表型有关。

项目成果

Hypomethylation of a centromeric block of ICR1 is sufficient to cause Silver-Russell syndrome.

• DOI: 10.1136/jmedgenet-2020-106907
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Journal of medical genetics
• 影响因子: 4
• 作者: Higashimoto K;Watanabe H;Tanoue Y;Tonoki H;Tokutomi T;Hara S;Yatsuki H;Soejima H
• 通讯作者: Soejima H

TYK2 Promoter Variant Is Associated with Impaired Insulin Secretion and Lower Insulin Resistance in Japanese Type 2 Diabetes Patients.

• DOI: 10.3390/genes12030400
• 发表时间: 2021-03-11
• 期刊: Genes
• 影响因子: 3.5
• 作者: Mori H;Takahashi H;Mine K;Higashimoto K;Inoue K;Kojima M;Kuroki S;Eguchi T;Ono Y;Inuzuka S;Soejima H;Nagafuchi S;Anzai K
• 通讯作者: Anzai K

IGF2-DMR0はDNAメチル化依存的なIGF2 P0プロモーター特異的エンハンサーである―ソトス症候群のインプリントＤＭＲのＤNAメチル化解析から―

IGF2-DMR0 是 DNA 甲基化依赖性 IGF2 P0 启动子特异性增强子 - Sotos 综合征中印迹 DMR 的 DNA 甲基化分析 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 東元健，渡邊英孝;三宅紀子;森田純代;堀居拓郎;畑田出穂;松本直通;副島英伸．
• 通讯作者: 副島英伸．

エピゲノム異常疾患―基礎、解析、診断―

表观基因组异常 - 基础、分析、诊断 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Wulan Apridita Sebastian;Hiroshi Shiraishi;Nobuyuki Shimizu;Reiko Hanada;Toshikatsu Hanada.;副島英伸
• 通讯作者: 副島英伸

羊水・胎盤・新_児末梢_の染_体検査結果に相違を認めた性染_体モザイクの１例

新生儿羊水、胎盘、周边染色体检测结果存在差异的性染色体嵌合病例。

• 发表时间: 2020
• 作者: 山本徒子;大隈恵美;副島英伸;横山正俊
• 通讯作者: 横山正俊