p300はVEGFA転写を抑制することで原始卵胞の活性化を維持する

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p300 原始卵胞活性化 VEGFA 卵巣疾患 早発性卵巣機能不全

p300はVEGFA転写を抑制することにより原始卵胞の活性化を維持するメカニズムに関する研究

学術的背景

女性の生殖システムにおいて、原始卵胞（Primordial Follicles, PFs）は卵巣内で最初に形成される卵胞であり、休眠状態で活性化を待っています。原始卵胞の活性化は女性の生殖寿命にとって重要な要素であり、異常な活性化や早期枯渇は卵巣機能不全（Premature Ovarian Insufficiency, POI）などの疾患を引き起こす可能性があります。これまでの研究では、PI3KやmTORなどのシグナル伝達経路が原始卵胞の活性化において重要な役割を果たしていることが示されていますが、その上流の制御機構については依然として不明です。p300はヒストンアセチルトランスフェラーゼの一種で、遺伝子転写調節や細胞機能の制御に広く関与していますが、原始卵胞の活性化における役割についてはまだ十分に研究されていません。したがって、本研究はp300が原始卵胞の活性化において果たす機能とその制御メカニズムを探ることを目的としており、卵巣疾患治療のための新しい理論的基盤を提供することを目指しています。

論文の出典

本論文はMeina He、Yaoyun Liang、Xiaoran Nieらによって共同執筆され、研究チームは貴州医科大学（Guizhou Medical University）およびその附属病院に所属しています。論文は2024年11月8日に『American Journal of Physiology-Cell Physiology』誌に掲載され、DOIは10.1152/ajpcell.00198.2024です。

研究の流れ

1. 原始卵胞の活性化におけるp300の発現ダイナミクス

まず、公開されているRNA-seqデータを分析することで、マウス卵巣におけるp300の異なる発生段階での発現変化を検討しました。結果として、p300の発現は卵巣の老化とともに徐々に減少し、原始卵胞の活性化の鍵となる時期（3〜14日目）には顕著に増加することが明らかになりました。免疫組織化学実験でも、p300は主に卵母細胞と顆粒膜細胞の核に発現しており、原始卵胞の活性化過程で発現が増加することが確認されました。

2. p300による原始卵胞活性化の制御

p300が原始卵胞の活性化に果たす役割を特定するために、新生仔マウスの卵巣に対してp300阻害剤C646および活性化剤CTPBを使用して処理を行いました。その結果、C646処理は原始卵胞の活性化率を有意に増加させ、一方でCTPB処理は卵胞の活性化を抑制しました。さらに、ウェスタンブロットとリアルタイム蛍光定量PCR（qPCR）の実験により、p300がH3K27acのアセチル化レベルを介して卵胞活性化に影響を与えることが示されました。

3. p300による顆粒膜細胞の増殖とアポトーシスの制御

原始卵胞の活性化は顆粒膜細胞の増殖を伴います。本研究では、増殖細胞核抗原（PCNA）およびアポトーシスマーカー（TUNEL）を検査したところ、p300阻害剤C646は顆粒膜細胞の増殖を促進し、アポトーシスを抑制することがわかりました。一方で、p300活性化剤CTPBは顆粒膜細胞の増殖を抑制しました。

4. p300はPI3KおよびmTORシグナル伝達経路を通じて原始卵胞の活性化を制御

さらに、p300による原始卵胞活性化の分子メカニズムについても探りました。ウェスタンブロットの結果によると、p300阻害剤C646はPI3KおよびmTORシグナル伝達経路を顕著に活性化し、p300活性化剤CTPBはこれらの経路の活性を抑制しました。また、免疫蛍光実験により、p300がFOXO3aの核質移行を制御することでPI3Kシグナル伝達経路に影響を与えることが示されました。

5. p300はVEGFA転写を抑制することにより原始卵胞活性化を制御

RNA-seq解析により、p300阻害剤C646はVEGFAおよびその受容体VEGFR1の発現を顕著に上方制御することがわかりました。二重ルシフェラーゼレポーター遺伝子実験およびクロマチン免疫沈降（ChIP-qPCR）実験によって、p300はVEGFAプロモーター領域に直接結合し、H3K27acのアセチル化レベルを制御することでVEGFAの転写を抑制することが確認されました。

6. p300の原始卵胞の体外活性化における潜在的な臨床応用

さらに、p300阻害剤の原始卵胞の体外活性化における潜在的な臨床応用についても探りました。腎被膜下移植実験により、短期間のC646処理を行ったマウス卵巣は移植後に原始卵胞の活性化およびさらなる発達が顕著に増加することがわかりました。

研究結果

  1. p300の発現と原始卵胞活性化との関係：p300は原始卵胞活性化過程で発現が増加し、その阻害剤C646は卵胞活性化を顕著に促進しましたが、活性化剤CTPBは卵胞活性化を抑制しました。
  2. p300による顆粒膜細胞の増殖とアポトーシスの制御：p300阻害剤C646は顆粒膜細胞の増殖を促進し、アポトーシスを抑制しました。これはp300が顆粒膜細胞機能の維持において重要な役割を果たしていることを示唆します。
  3. p300はPI3KおよびmTORシグナル伝達経路を通じて原始卵胞活性化を制御：p300はPI3KおよびmTORシグナル伝達経路の活性を制御することで原始卵胞の活性化に影響を与えます。
  4. p300はVEGFA転写を抑制することにより原始卵胞活性化を制御：p300はVEGFAプロモーター領域に直接結合し、H3K27acのアセチル化レベルを制御することでVEGFAの転写を抑制します。
  5. p300阻害剤の潜在的な臨床応用：短期間のp300阻害剤C646の使用は体外で原始卵胞の活性化およびさらなる発達を顕著に増加させました。

結論と意義

本研究は、初めてp300が原始卵胞活性化において果たす重要な役割とその制御メカニズムを明らかにしました。p300はVEGFA転写を抑制することにより、PI3KおよびmTORシグナル伝達経路を制御し、原始卵胞の休眠状態を維持します。この発見は、原始卵胞活性化メカニズムに対する理解を深めるだけでなく、卵巣機能不全などの疾患治療のための新しい潜在的標的を提供します。さらに、p300阻害剤の体外での原始卵胞活性化への応用は、補助生殖技術の発展にも新たな方向性を示しました。

研究のハイライト

  1. p300の原始卵胞活性化における機能を初めて解明：本研究は、p300がVEGFA転写およびPI3K/mTORシグナル伝達経路を制御することで原始卵胞活性化において重要な役割を果たしていることを初めて証明しました。
  2. 多層的な分子メカニズムの研究：RNA-seq、ChIP-qPCR、ウェスタンブロットなどさまざまな実験手法を用いて、p300の制御ネットワークを包括的に明らかにしました。
  3. 潜在的な臨床応用価値：p300阻害剤の体外での原始卵胞活性化研究は、卵巣機能不全の治療に新しい戦略を提供しました。

その他の有益な情報

本研究のRNA-seqデータは公開されており、合理的なリクエストにより入手可能です。また、研究では詳細な実験方法とデータ解析フローも提供されており、今後の研究の参考資料となります。

本研究を通じて、私たちはp300が原始卵胞活性化における分子メカニズムについて深い理解を得ることができただけでなく、卵巣疾患治療や補助生殖技術の発展のために新しい視点を提供できました。今後、p300の制御ネットワークに基づいて、より効果的な卵巣機能保護および修復戦略の開発が期待されます。