メトキシ酢酸はヒストン脱アセチラーゼを阻害し、レチノイン酸シグナル伝達依存的にマウス胃腸症の軸方向伸長形態形成を損ないます

背景：催奇形性の可能性は、さまざまな産業化合物にリンクされています。メトキシ酢酸（MAA）は、それぞれ広く使用されている有機溶媒と可塑剤、メトキシエタノール、ジメトキシエチルフタル酸の主要な代謝物です。モデル動物を使用した研究では、MAAが発達中の胚にさまざまな奇形を引き起こす近接催奇形薬として作用することが示されています。それにもかかわらず、MAAがその催奇形性効果を発揮する分子メカニズムは完全には理解されていません。 方法：マウスp19c5多能性幹細胞の胃loidは、胃塩ステージ胚の軸方向伸長形態形成を再現し、MAAの催奇形性作用を調査するためのin vitroモデルとして調査されました。胃腸症の形態計測パラメーターを測定して形態形成効果を評価し、遺伝子発現パターンへの影響を評価するために、さまざまな発達調節遺伝子遺伝子の転写レベルを調べました。レチノイン酸（RA）シグナル伝達およびヒストン脱アセチラーゼ活性のレベルに対するMAAの効果も測定されました。 結果：MAAは、in vivoの催奇形性血漿レベル（5 mm）に匹敵する濃度での胃uloidの軸方向伸長を減少させました。4 mmのMAAは、発達調節遺伝子の発現プロファイルを大幅に変化させました。特に、RAシグナル伝達標的遺伝子を上方制御しました。薬理剤を使用したRAシグナル伝達の付随する抑制は、MAAの形態形成効果を軽減しました。4 mmのMAAは、精製されたヒストン脱アセチルゼタンパク質の活性も大幅に低下しました。 結論：MAAは、おそらくヒストン脱アセチラーゼの阻害を介して、マウスの胃腸症でRAシグナル伝達依存的に軸方向伸長形態形成を障害した。

BACKGROUND: Teratogenic potential has been linked to various industrial compounds. Methoxyacetic acid (MAA) is a primary metabolite of the widely used organic solvent and plasticizer, methoxyethanol and dimethoxyethyl phthalate, respectively. Studies using model animals have shown that MAA acts as the proximate teratogen that causes various malformations in developing embryos. Nonetheless, the molecular mechanisms by which MAA exerts its teratogenic effects are not fully understood. METHODS: Gastruloids of mouse P19C5 pluripotent stem cells, which recapitulate axial elongation morphogenesis of gastrulation-stage embryos, were explored as an in vitro model to investigate the teratogenic action of MAA. Morphometric parameters of gastruloids were measured to evaluate the morphogenetic effect, and transcript levels of various developmental regulator genes were examined to assess the impact on gene expression patterns. The effects of MAA on the level of retinoic acid (RA) signaling and histone deacetylase activity were also measured. RESULTS: MAA reduced axial elongation of gastruloids at concentrations comparable to the teratogenic plasma level (5 mM) in vivo. MAA at 4 mM significantly altered the expression profiles of developmental regulator genes. In particular, it upregulated the RA signaling target genes. The concomitant suppression of RA signaling using a pharmacological agent alleviated the morphogenetic effect of MAA. MAA at 4 mM also significantly reduced the activity of purified histone deacetylase protein. CONCLUSIONS: MAA impaired axial elongation morphogenesis in a RA signaling-dependent manner in mouse gastruloids, possibly through the inhibition of histone deacetylase.