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両親媒性分子であるジメチルスルホキシド（DMSO）は、水不溶性物質の溶媒としてだけでなく、さまざまな種類の細胞の凍結保存剤としても広く使用されています。DMSOへの曝露は、細胞運命に予期せぬ変化を引き起こすことがあります。哺乳類の発達と細胞の分化は、DNAメチル化とヒストン修飾によってエピジェネティックに制御されるため、DMSOはエピジェネティックシステムに影響を与える可能性があります。3つの主要なDNAメチルトランスフェラーゼ（DNMT）および5つのよく研究されたヒストン修飾酵素の転写に対するDMSOの効果は、逆転写 - ポリメラーゼ鎖反応によりマウス胚性幹細胞および胚性体（EB）で調べられました。培養中のEBSにDMSO（0.02％-1.0％）を添加すると、投与量が増加するとDNMT3A mRNAレベルの増加が誘発されました。タンパク質レベルにおけるDNMT3Aの2つのサブタイプの発現の増加は、ウエスタンブロットによって確認されました。サザンブロット分析により、DMSOはEBSに2種類の反復シーケンスの超メチル化を引き起こしたことが明らかになりました。さらに、DNAメチル化状態をゲミック領域の何千もの遺伝子座で分析できる制限ランドマークのゲノムスキャンは、DMSOが複数の遺伝子座でDNAメチル化状態に影響を与え、低メチル化とゲノム遺伝子座に依存する高メチル化を誘導することを明らかにしました。結論として、DMSOはエピジェネティックなプロファイルに影響を及ぼします。DNMT3A発現のアップレギュレーションと、EBSの表現型変化を伴うゲノム全体のDNAメチル化プロファイルの変化。
両親媒性分子であるジメチルスルホキシド（DMSO）は、水不溶性物質の溶媒としてだけでなく、さまざまな種類の細胞の凍結保存剤としても広く使用されています。DMSOへの曝露は、細胞運命に予期せぬ変化を引き起こすことがあります。哺乳類の発達と細胞の分化は、DNAメチル化とヒストン修飾によってエピジェネティックに制御されるため、DMSOはエピジェネティックシステムに影響を与える可能性があります。3つの主要なDNAメチルトランスフェラーゼ（DNMT）および5つのよく研究されたヒストン修飾酵素の転写に対するDMSOの効果は、逆転写 - ポリメラーゼ鎖反応によりマウス胚性幹細胞および胚性体（EB）で調べられました。培養中のEBSにDMSO（0.02％-1.0％）を添加すると、投与量が増加するとDNMT3A mRNAレベルの増加が誘発されました。タンパク質レベルにおけるDNMT3Aの2つのサブタイプの発現の増加は、ウエスタンブロットによって確認されました。サザンブロット分析により、DMSOはEBSに2種類の反復シーケンスの超メチル化を引き起こしたことが明らかになりました。さらに、DNAメチル化状態をゲミック領域の何千もの遺伝子座で分析できる制限ランドマークのゲノムスキャンは、DMSOが複数の遺伝子座でDNAメチル化状態に影響を与え、低メチル化とゲノム遺伝子座に依存する高メチル化を誘導することを明らかにしました。結論として、DMSOはエピジェネティックなプロファイルに影響を及ぼします。DNMT3A発現のアップレギュレーションと、EBSの表現型変化を伴うゲノム全体のDNAメチル化プロファイルの変化。
Dimethyl sulfoxide (DMSO), an amphipathic molecule, is widely used not only as a solvent for water-insoluble substances but also as a cryopreservant for various types of cells. Exposure to DMSO sometimes causes unexpected changes in cell fates. Because mammalian development and cellular differentiation are controlled epigenetically by DNA methylation and histone modifications, DMSO likely affects the epigenetic system. The effects of DMSO on transcription of three major DNA methyltransferases (Dnmts) and five well-studied histone modification enzymes were examined in mouse embryonic stem cells and embryoid bodies (EBs) by reverse transcription-polymerase chain reaction. Addition of DMSO (0.02%-1.0%) to EBs in culture induced an increase in Dnmt3a mRNA levels with increasing dosage. Increased expression of two subtypes of Dnmt3a in protein levels was confirmed by Western blotting. Southern blot analysis revealed that DMSO caused hypermethylation of two kinds of repetitive sequences in EBs. Furthermore, restriction landmark genomic scanning, by which DNA methylation status can be analyzed on thousands of loci in genic regions, revealed that DMSO affected DNA methylation status at multiple loci, inducing hypomethylation as well as hypermethylation depending on the genomic loci. In conclusion, DMSO has an impact on the epigenetic profile: upregulation of Dnmt3a expression and alteration of genome-wide DNA methylation profiles with phenotypic changes in EBs.
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