精神疾患患者死後脳のDNAメチル化状態の網羅的解析

• Project/Area Number: 18689029
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Psychiatric science
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 岩本 和也 The Institute of Physical and Chemical Research, 精神疾患動態研究チーム, 研究員 (40342753)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥28,340,000 (Direct Cost: ¥21,800,000、Indirect Cost: ¥6,540,000); Fiscal Year 2007: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000); Fiscal Year 2006: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
• Keywords: DNAマイクロアレイ / 双極性障害 / 統合失調症 / 精神疾患 / 死後脳 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / DNAメチル化 / タイリングアレイ

Research Abstract

二大精神疾患である統合失調症および双極性障害患者の死後脳サンプルを、米国スタンレー財団より入手し、DNAメチル化解析を行った。凍結前頭葉組織から抽出したゲノムDNAを用い、DNAメチル化状態をAffymetrix社製プロモータータイリングアレイを用いて網羅的に調べた。実験に際しては、前年度までに確立した条件を用い、神経細胞核でのみ発現している蛋白を標識し、セルソーターによる分離を行い、死後脳サンプルから神経細胞核と非神経細胞核に分離・回収した。また、それぞれの画分のDNAメチル化状態をタイリングアレイを用いてprofilingを行った。現在、主要なサンプルについてはタイリングアレイ実験を終了し、データ解析、及び、定量的PCR、pyrosequencingなどのvalidation実験を行い、疾患との関連を調べている。これらの主要な結果については現在投稿準備中である。本研究により、DNAメチル化パターンはヒト神経細胞、非神経細胞間で顕著な差異を示すことが明らかになり、本手法のように細胞群のある程度の純化操作抜きでは、ヒト脳サンプルにおけるDNAメチル化解析を行い、疾患の原因を探求することは困難であることが明らかになった。また、研究の過程で単一神経細胞のゲノム解析技術を確立することができた。現段階ではDNAメチル化解析そのものには応用できないが、本技術を基に単一神経細胞を対象としたDNAメチル化解析技術の開発が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Detection of chromosomal structural alterations in single cells by SNP arrays: a systematic survey of amplification bias and optimized workflow (2007)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Plos One 2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the whole genome amplification methods from postmortem brain samples. (2007)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Methods 165 Pages: 104-110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aberrant DNA methylation associated with bipolar disorder identified from discordant monozygotic twins (2007)
  • Author(s): Go Kuratomi
  • Journal Title: Molecular Psychiatry (in press)
• [Journal Article] Expression of ribosome subunit genes increased coordinately with postmortem interval in human brain (2006)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Molecular Psychiatry 11 Pages: 1067-1069
• [Journal Article] Molecular profiling in schizophrenia and related mental disorders (2006)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Neuroscientist 12 Pages: 349-361
• [Journal Article] A family-based and case-control association study of SOX10 in schizophrenia (2006)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: American Journal of Medical Genetics Part B Neuropsychiatric Genetics 141 Pages: 477-481
• [Journal Article] Behavioral and Gene Expression Analyses of Wfsl Knockout Mice as a Possible Animal Model of Mood Disorder
  • Author(s): Tadafumi Kato
  • Journal Title: Neuroscience Research (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comprehensive gene expression analysis in bipolar disorder
  • Author(s): Tadafumi Kato
  • Journal Title: Canadian Journal of Psychiatry (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene expression profiling of major depression and suicide in the prefrontal cortex of postmortem brains.
  • Author(s): Mamoru Tochigi
  • Journal Title: Neuroscience Research (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Methylation status of the reelin promoter region in the brain of schizophrenic patients.
  • Author(s): Mamoru Tochigi
  • Journal Title: Biological Psychiatry (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Methylation status of the reelin promoter region in the brain of schizophrenic patients.
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Journal Title: Psychiatry and Clinical Neurosciences (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Genome analysis of the single neurons in human brain using SNP arrays (2007)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Organizer: Joint Cold Spring Harbor Laboratory/Wellcome Trust Conference, Integrative Approaches to Brain Complexity
  • Place of Presentation: Hinxton, UK
• [Presentation] Whole genome amplification from human postmortem single neuronal nuclei and its application to the SNP array analysis (2007)
  • Author(s): Kazuya Iwamoto
  • Organizer: The 15th World Congress of Psychiatric Genetics
  • Place of Presentation: New York, USA
• [Presentation] Toward the genome analysis in single neurons: whole genome amplication from single cells and its application to the SNP array analysis (2007)
  • Author(s): 岩本 和也
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大学
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 精神疾患患者由来死後脳および培養リンパ芽球におけるDNAメチル化状態の解析 (2007)
  • Author(s): 岩本 和也
  • Organizer: 第29回日本生物学的精神医学会・第37回日本神経精神薬理学会
  • Place of Presentation: 札幌