Analysis of epigenetic transcriptional regulatory mechanism in heart failure

【目的】申請者はこれまでの研究により、心肥大期から心不全期にかけてヒストンのアセチル化修飾部位がテールドメイン（H3K9）から球状ドメイン（H3K122）へと変化すること、クロマチンリモデリング因子のBRG1とヒストンアセチル化酵素のp300との結合が心不全期に増加することを見出した。本年度では、心肥大期から心不全期にかけてヒストンのアセチル化修飾部位の変化がBRG1によるエピジェネティックな制御機構で制御しているか解明することを目的として検討を行った。【方法・結果】初めに、高血圧誘導性心不全モデルであるダールラットの心肥大期、心不全期の心臓を用いてin vivo reChIPアッセイを行った。その結果、心不全期での肥大反応因子プロモーター近辺においてH3K122のアセチル化の増加とともにBRG1がリクルートされていることを確認した。次に、初代培養心筋細胞にBRG1のノックダウンを行い、フェニレフリン刺激により心筋細胞肥大を誘導し、心筋核内のヒストンのアセチル化について検討した。フェニレフリン刺激によるH3K9のアセチル化の増加はBRG１のノックダウンで変化はなかったが、H3K122のアセチル化の増加はBRG1のノックダウンにより有意に減少した。【考察】p300とBRG1の結合が増強することでH3K122がアセチル化され、転写が大きく亢進し心不全に至る可能性が示唆された。p300とBRG1との複合体形成のメカニズムを解明することが出来ればヒストンの球状ドメインのアセチル化を制御することが可能になると考える。そのため、p300とBRG1の結合が直接的または他のタンパク質を介した結合なのかを検討していきたい。本研究により新たなエピジェネティックな制御機構としてp300とBRG1の複合体形成を介したヒストンのアセチル化修飾が心不全へのトリガーとなる可能性が示唆された。

【目的】申請者はこれまでの研究により、心肥大期から心不全期にかけてヒストンのアセチル化修飾部位がテールドメイン（H3K9）から球状ドメイン（H3K122）へと変化すること、クロマチンリモデリング因子のBRG1とヒストンアセチル化酵素のp300との結合が心不全期に増加することを見出した。本年度では、心肥大期から心不全期にかけてヒストンのアセチル化修飾部位の変化がBRG1によるエピジェネティックな制御機構で制御しているか解明することを目的として検討を行った。【方法・結果】初めに、高血圧誘導性心不全モデルであるダールラットの心肥大期、心不全期の心臓を用いてin vivo reChIPアッセイを行った。その結果、心不全期での肥大反応因子プロモーター近辺においてH3K122のアセチル化の増加とともにBRG1がリクルートされていることを確認した。次に、初代培養心筋細胞にBRG1のノックダウンを行い、フェニレフリン刺激により心筋細胞肥大を誘導し、心筋核内のヒストンのアセチル化について検討した。フェニレフリン刺激によるH3K9のアセチル化の増加はBRG１のノックダウンで変化はなかったが、H3K122のアセチル化の増加はBRG1のノックダウンにより有意に減少した。【考察】p300とBRG1の結合が増強することでH3K122がアセチル化され、転写が大きく亢進し心不全に至る可能性が示唆された。p300とBRG1との複合体形成のメカニズムを解明することが出来ればヒストンの球状ドメインのアセチル化を制御することが可能になると考える。そのため、p300とBRG1の結合が直接的または他のタンパク質を介した結合なのかを検討していきたい。本研究により新たなエピジェネティックな制御機構としてp300とBRG1の複合体形成を介したヒストンのアセチル化修飾が心不全へのトリガーとなる可能性が示唆された。