性染色体にコードされたヒストン脱メチル化酵素によるライディッヒ細胞の分化制御

性染色体编码的组蛋白去甲基化酶对 Leydig 细胞分化的调节

• 批准号: 19J12133
• 负责人: 柳井 翔吾
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12133/
• 关键词: 性染色体; エピジェネティクス; ライディッヒ細胞; CUT&RUN

性決定遺伝子Sryを有する個体は性染色体構成がXX（メス型）であっても精巣が形成されオスになる。XXオスのライディッヒ細胞では正常なXYオスと比べて、①コレステロール産生系遺伝子群の発現が上昇すること、および ②最初期遺伝子群の発現が低下することを前年度に明らかにした。本年度は、上記の遺伝子発現変動が性染色体上の遺伝子SMCX/SMCY（H3K4脱メチル化酵素）およびUTX/UTY（H3K27脱メチル化酵素）により制御されている可能性を検討した。各遺伝子座におけるH3K4me3レベルをCUT&RUN法を用いて解析したところ、コレステロール産生系遺伝子群におけるメチル化レベルはXXオスで増加していた。この結果は、コレステロール産生系の遺伝子発現がSMCX/SMCYにより制御されている可能性を支持するものであった。また、各遺伝子座におけるH3K27me3レベルも解析したが、こちらについてはXXオスにおける遺伝子発現変動を説明しうる明確な結果は得られなかった。UTX/UTYによる遺伝子発現制御はH3K27脱メチル化活性非依存的に行われる可能性が示唆されている。そこで、UTX-KOマウスおよびUTY-KOマウスを作出し、ライディッヒ細胞を用いて遺伝子発現制御におけるUTX/UTYの機能を解析した。その結果、UTY-KOマウスでは最初期遺伝子群の発現が低下することが明らかになった。すなわち、XXオスのライディッヒ細胞で認められた最初期遺伝子群の発現低下は、Y染色体上の遺伝子であるUTYの欠損に起因していたことが示唆された。UTX-KOによる影響は現在解析中である。以上の結果から、XXオスのライディッヒ細胞における遺伝子発現変動は性染色体上の遺伝子SMCX/SMCYおよびUTX/UTYによりヒストン脱メチル化活性依存的、または非依存的に制御されている可能性が示唆された。

带有性别决定基因Sry的个体即使性染色体组成为XX（女性型），也会发育出睾丸并成为男性。去年，我们发现，与正常XY男性相比，XX男性的间质细胞中，1）产生胆固醇的基因表达增加，2）最早基因的表达减少。今年，我们研究了上述基因表达变化受性染色体上的SMCX/SMCY（H3K4去甲基化酶）和UTX/UTY（H3K27去甲基化酶）基因控制的可能性。当使用 CUT&RUN 方法分析每个基因位点的 H3K4me3 水平时，XX 男性中胆固醇生成基因的甲基化水平增加。这一结果支持了胆固醇产生系统的基因表达受SMCX/SMCY调节的可能性。我们还分析了每个基因位点的 H3K27me3 水平，但无法获得明确的结果来解释 XX 男性中基因表达的变化。有人建议，UTX/UTY 的基因表达调控可能独立于 H3K27 去甲基化活性进行。因此，我们生成了 UTX-KO 和 UTY-KO 小鼠，并使用 Leydig 细胞分析了 UTX/UTY 在调节基因表达中的功能。结果显示，UTY-KO小鼠中最早基因的表达降低。换句话说，有人认为，在XX雄性Leydig细胞中观察到的最早基因的表达降低是由于Y染色体上的UTY基因缺失所致。目前正在分析 UTX-KO 的影响。上述结果表明，XX雄性间质细胞的基因表达波动可能受性染色体上的SMCX/SMCY和UTX/UTY基因以组蛋白去甲基化活性依赖或独立的方式控制。

项目成果

Sex chromosome composition affects gene expression and function in Leydig cells

性染色体组成影响间质细胞的基因表达和功能

• 发表时间: 2020
• 作者: Yanai S; Baba T; Inui K; Miyabayashi K; Han S; Inoue M; Takahashi F; Kanai Y; Ohkawa Y; Choi MH; Morohashi KI.
• 通讯作者: Morohashi KI.

Functional difference between XY and XX/Sry testicular Leydig cells

XY 和 XX/Sry 睾丸 Leydig 细胞之间的功能差异

• 发表时间: 2019
• 作者: Shogo Yanai; Fumiya Takahashi; Kai Inui; Shogo Haraguchi; Takashi Baba; Mikita Suyama; Yasuyuki Ohkawa;Ken
• 通讯作者: Ken

GC‐MS‐based metabolic signatures reveal comparative steroidogenic pathways between fetal and adult mouse testes

基于 GC-MS 的代谢特征揭示了胎儿和成年小鼠测试之间类固醇生成途径的比较

• DOI: 10.1111/andr.12893
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 4.5
• 作者: Han Soyun;Baba Takashi;Yanai Shogo;Byun Dong Jun;Morohashi Ken‐ichirou;Kim Jae‐Hong;Choi Man Ho
• 通讯作者: Choi Man Ho

XX/Sryオスマウスのライディッヒ細胞における遺伝子発現と精巣内ステロイドホルモン量の網羅的解析

XX/Sry雄性小鼠间质细胞基因表达及睾丸内类固醇激素水平综合分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 柳井 翔吾; 馬場 崇; 宮林 香奈子; Soyun Han; 井上 実紀; 高橋 史也; 金井 克晃; 大川 恭行; Man
• 通讯作者: Man

KIST(韓国)

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