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鉄によるエピゲノム制御 -母体の鉄量変動は胎仔のエピゲノムを変えるのか？-

铁对表观基因组的调节 - 母体铁含量的变化是否会改变胎儿的表观基因组？

基本信息

批准号：
21K19221
负责人：
立花誠
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19221/
关键词：
エピゲノム鉄脱メチル化

项目摘要

DNA/ヒストンの脱メチル化を触媒する酵素反応（酸化反応）には、補因子としての二価鉄（Fe2+）が必須である。私たちはごく最近、培養細胞では、DNAとヒストンのメチル化が培地中の鉄量に依存して変動することを見出した。この現象は、DNAの脱メチル化に関わるTetファミリー分子、およびヒストン脱メチル化酵素であるJmjCドメインファミリー分子の活性が、培地に含まれる鉄量によって律速されることを意味する。さらにこの実験結果は、生体内においても、鉄の不足や過剰な状態は細胞のエピゲノムを変えうることも容易に連想させた。胎仔（児）期におきる性決定やゲノムインプリントの消去には、上記のエピゲノム酵素群が深く関与する。このような知見に基づき、妊娠期の母体の鉄の代謝変動が胎仔エピゲノムに及ぼす影響を、マウスモデルで検証する。私たちは、受精後10.5日のマウス胎仔の性的に未分化な生殖腺を摘出し、in vitroで器官培養を行って性分化を観察することができる実験系を開発した。この実験系で48時間培養すると、XY生殖腺は精巣様の構造体を作り、同様にXX生殖腺を培養すると、卵巣様の構造を作る。Deferoxamine (Dfo) は、鉄過剰症の治療薬として一般的に用いられている鉄キレート剤である。2022年度では、未分化生殖腺の器官培養系でDfoを添加すると、XY生殖腺の精巣への分化が阻害されることを見出した。E10.5胎仔から摘出したXY生殖腺を24時間培養すると、性決定遺伝子Sryの発現が観察できる。ことろがDfo存在下でXY生殖腺を培養すると、Sryの発現が見られないことが分かった。

The enzyme reaction (acidification reaction) for DNA/DNA degradation is essential for iron (Fe2 +) supplementation. In culture cells, DNA and iron content depend on the activity of the cells. This phenomenon is related to DNA degradation, molecular and biological activity, and the amount of iron in culture. The result of this is that the iron deficiency in the body is easy to connect with. Fetal (fetal) period, sexual determination, elimination of the enzyme group, the above record, the enzyme group is deeply related to This knowledge is based on maternal iron metabolism during pregnancy and affects fetal development. The undifferentiated gonads of the fetus were extracted 10.5 days after fertilization, and the sexual differentiation was observed in vitro organ culture. This system is cultured for 48 hours, XY gonads are cultured for sperm structure, XX gonads are cultured for egg structure. Deferoxamine (Dfo) is used in the treatment of iron deficiency. In 2022, Dfo was added to the organ culture system of undifferentiated gonads, and the sperm differentiation of XY gonads was inhibited. E10.5 Fetal gonads removed for 24 hours, sex-determining genes developed and observed In the presence of Dfo, XY gonads are cultured, and Sry appears.