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 抗体进行细胞分选，从脑特异性 Nsd1 条件敲除小鼠（Nsd1-cKO 小鼠）的海马中分离出成熟神经元核。使用这些细胞核，我们使用 Cut&Tag 方法分析了全基因组组蛋白修饰（H3K27Ac、H3K27me3、H3K36me2、H3K36me3）。此外，还对截至去年进行的全基因组DNA甲基化分析（EM-seq）和转录组分析（RNA-seq）的一些数据进行了整合和分析。与对照组相比，Nsd1-cKO 小鼠表现出 H3K36me2 减少、H3K27me3 增加以及基因间区域 DNA 甲基化减少。当我们分析 Nsd1-cKO 小鼠中表达下降的前 5 个基因时，我们发现启动子区域的 H3K27Ac 下降。对于其中两个基因，我们观察到似乎是增强子的区域中 H3K27Ac 减少、H3K27me3 增加，以及 H3K36me2 减少。另一方面，在 Nsd1-cKO 小鼠中表达增加的前 5 个基因显示其启动子区域的 DNA 甲基化减少。由上可知，Nsd1-cKO改变表观基因组状态，进而改变转录组。特别地，提出基因表达的降低依赖于启动子区域和增强子区域中的H3K27Ac的减少，并且基因表达的增加依赖于启动子区域中的DNA甲基化的减少。此外，基因表达降低的前五个基因包括涉及神经元存活、增殖、分化、突触形成和树突促进的基因，并且可能与索托斯综合征的表型有关。

项目成果

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

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

表現型は一致するがDNAメチル化状態が一致しないBeckwith-Wiedemann症候群双胎（二絨毛膜二羊膜）の1例

一例具有相同表型但 DNA 甲基化状态不一致的 Beckwith-Wiedemann 综合征双胞胎（双绒毛膜双羊膜症）

• 发表时间: 2021
• 作者: 原 聡史;孫 菲菲;富田 知世子;田上 由香;八木 ひとみ;東元 健;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

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