げっ歯類の胎盤では、核内に二倍体細胞の数百倍ものDNAを持つ栄養膜巨細胞の存在が知られており、妊娠期特有の胎盤性ホルモンの産生細胞として重要な細胞である。しかし、現在まで、その膨大なDNA量のために、巨細胞の分化に際しての核分裂を伴わないDNA複製過程(endoreduplication)で、どの部分がどの様に複製されているか等を、ゲノム中の多数のマーカーを用いて包括的に解析した報告はなされていない。まず、栄養膜巨細胞を多く含む妊娠20日目ラットの胎盤Junctional zoneのゲノムDNAを用いて、Not I、Bss HIIをランドマークとしたRLGS法を行った。その結果、それぞれ1,033、1,918スポットの合計2,951スポットが検出され、このうちの98.9%に当たる2,920スポットは、二倍体細胞である胎盤Labyrinth zone、母体腎臓と同一パターンで観察された。したがって、巨細胞では、昆虫細胞で見られるように、ゲノム中の必要な領域を特に複製する(polytene構造)のではなく、ゲノム全体が複製されてpolyploidになっていることが明かとなった。

　胎盤ではゲノム全体のメチル化シトシン量が腎臓などの成体組織と比べて約半分しかないことが報告されているが、胎盤CpGアイランド領域は、98.9%が他の組織と比べて変化がなかった。したがって、胎盤においても遺伝子発現に重要なCpGアイランドのメチル化が他の組織と同程度に保たれており、異なるのはCpGアイランド以外のCpG部位のメチル化であることを示していた。ところで、残りの1.1%のスポットは、用いた三組織間でスポットパターンに差が見られ、組織間のメチル化パターンの差を反映しているものと思われる。この中には、胎盤Junctional zoneとlabyrinth zoneとの間でも差のあるCpGアイランドも含まれる。胎盤でも、CpGアイランドのメチル化は他の組織と同様に厳密に制御されていたことから、積極的な機構により、胎盤部位特異的なメチル化パターンを獲得したものであることが示唆された。

　胎盤内でもJunctional zoneとLabyrinth zoneでメチル化パターンが違ったことから、これが胎盤栄養膜細胞の分化に伴って起きているのかを調べるために、in vitroで巨細胞様の細胞に分化するRcho-1細胞を用いた解析を行った。未分化、分化細胞(分化8日目)のRLGS解析により、分化細胞で1,228スポットが検出され、そのうちの8スポットに分化によるメチル化パターンの差が検出された。この8スポット中、4個が分化細胞のみで、残り4個が未分化細胞のみで検出された。未分化細胞、または分化細胞のみで検出されたスポットは、対応するNot I部位がそれぞれメチル化、または脱メチル化されて、分化前後のスポットパターンが変化したことを示している。従って、栄養膜細胞系の分化に伴うメチル化パターンの変化が、in vitroでも起きていることが明かとなった。また、巨核細胞への分化に伴い、CpGアイランドのメチル化、脱メチル化双方が起こっていることが明かになった。

　第一章では、胎盤部位特異メチル化パターンが観察され、第二章では、部位特異メチル化パターンの獲得が分化に伴って起きていることが示唆された。そこで、本章では、第一章で胎盤特異的に脱メチル化されて近傍の遺伝子活性化が予想されるCpGアイランドのクローニングを行った。そのうちの6個のクローニングに成功し、塩基配列を決定した。これらの塩基配列から、5個がCpGアイランド内にあり、残り1個もCpGアイランド近傍に位置していることが確認できた。このうちの2個はそれぞれ、C3(citrate)トランスポーター、新規のZnフィンガータンパクをコードするエクソンを含んでいた。

　C3トランスポーター遺伝子では、胎盤特異的に発現しているmRNAの存在がnorthern blotにより示された。よって、この遺伝子の発現には、胎盤での脱メチル化が必要であることが示された。

　新規Znフィンガータンパクの遺伝子も、第一章で用いた三組織では、胎盤Junctional zoneのみで発現していたことから、Junctional zoneでの発現に先立って、この遺伝子座の胎盤での脱メチル化が必要であることが示唆された。

　以上の2つの遺伝子発現パターンから、胎盤におけるCpGアイランドの脱メチル化と、遺伝子発現が相関していることが明らかとなった。