ローヤルゼリーがヒトがん細胞のゲノム脱メチル化およびがん抑制遺伝子に及ぼす影響の検討

Investigation of the effects of the royal jelly on genomic demethylation and tumor suppressor genes in human cancer cells.

抄録

ローヤルゼリーは、若い働き蜂の下顎腺から分泌されるゼラチン状の栄養分泌物であり、ミツバチの生活において重要な役割を担っています。ミツバチのコロニーでは、女王蜂と働き蜂は、同じゲノムを持ちながら、幼虫期の食生活により、形態や行動が大きく異なっています。比較すると、女王蜂はローヤルゼリーだけを食べる幼虫から形成され、働き蜂はローヤルゼリーをあまり食べない幼虫から形成されています。DNAメチル化は、女王蜂と働き蜂の発達に重要な役割を果たすことが明らかにされています。DNAメチル化は、DNA配列の変化なしに遺伝子発現に起こる遺伝性の塩基修飾と定義されるエピジェネティックな機構の一つであり、多くの疾患、特に癌と密接な関係がある。遺伝子のプロモーター領域に位置するCpGアイランドのハイパーメチル化は、遺伝子サイレンシングを引き起こし、癌では腫瘍抑制遺伝子がエピジェネティックにサイレンシングされている。癌抑制遺伝子が不活性化すると、癌のほぼ全ての細胞内経路が破壊される。遺伝子の変化とは対照的に、エピジェネティックな修飾による遺伝子サイレンシングは、元に戻すことができる可能性があり、がん治療に利用できる。ミツバチのコロニーでエピジェネティックな変化を引き起こすローヤルゼリーは、がん細胞にも変化を引き起こす可能性がある。本研究では、ヒトのがん細胞株（HeLa、HT29、A549）を用いて、DNAメチル化酵素およびがん抑制因子RASSF1Aの遺伝子メチル化に対するロイヤルゼリーの影響を調査し、次世代シーケンサーによりロイヤルゼリーの遺伝子発現プロファイルの変化を決定しました。

Royal jelly is a gelatinous nutrient secretion produced by the mandibular glands of young worker honey bees and has a critical role in honey bee life. In the honey bee colonies, queen and worker honey bees have very different morphologies and behaviors due to their diet in the larval period, despite having the same genome. In comparison, queen bees formed from larvae that feed royal jelly exclusively, and worker bees formed from larvae that feed on much less royal jelly. DNA methylation has been shown to play a critical role in the development of queen and worker honeybees. Alterations in DNA methylation, one of the epigenetic mechanisms defined as hereditable nucleotide modifications that occur in gene expression without changes in the DNA sequence, are closely related to many diseases, especially cancer. Hypermethylation of CpG islands located in the promoter regions of genes causes gene silencing and tumor suppressor genes epigenetically have silenced in cancer. The inactivation of tumor suppressor genes disrupts nearly all cellular pathways in cancer. In contrast to genetic alterations, gene silencing by epigenetic modifications may potentially be reversed and used in cancer treatment. Royal jelly, which causes epigenetic changes in bee colonies, has the potential to cause a change in cancer cells. In our study, royal jelly's effects on DNA methyltransferase enzyme and gene methylation of RASSF1A tumor suppressor were investigated in human cancer cell lines (HeLa, HT29, and A549), and modifications in the gene expression profile of royal jelly were determined by next generation sequencing.