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大規模ゲノム情報を用いたパーキンソン病の遺伝学的背景の解明

Research Project

Project/Area Number 20J12189
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

内藤 龍彦  東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsParkinson病 / HLA / HLA imputation / 機械学習 / ゾニサミド / 深層学習 / 1型糖尿病
Outline of Research at the Start

これまでゲノムワイド関連解析により様々なパーキンソン病の感受性遺伝子変異が発見されたが、その遺伝的要因を説明できる程度ではない。本研究の目的ではこの問題に対して、パーキンソン病の大規模ゲノム情報に対して、て未測定のSNPやHLAアレル型を推測(imputation)し関連解析を行ったり、他人種での解析結果とメタアナリシスを行うことで、新規の疾患感受性遺伝子座を検出し、病態研究への応用や疾患予測モデルの構築を目指す。また、解析に際しては、機械学習を用いた手法も取り入れることにより、他疾患の研究へ応用可能な新規の解析手法の開発も目指す。

Outline of Annual Research Achievements

前年度にMHC領域のファインマッピングにより、Parkinson病の発症に関わるHLAバリアントを解明することに成功した。それに引き続いて本年度では、HLAバリアントがT細胞を介してどのような機序でParkinson病の発症に関わるかを検討した。具体的にはParkinson病のTCR-seqデータを用いて各HLAバリアントの影響を網羅的に評価しParkinson病の発症に関わるTCRについて検討した。本研究はニューヨークのマウントサイナイ医科大学と共同で行った。
また、前年度開発したHLA imputation法を用いて、他疾患のMHC領域のファインマッピングを行った。結果、胚細胞腫瘍やCOVID-19の発症に対するHLAバリアントの影響を網羅的に検討することができた。HLA imputationに関しては、総説論文を執筆した (Naito T et al. Semin. Immunopathol. 2021)。
また、Parkinson病の遺伝的背景を解明するに当たり、特定の治療薬の効果に関する遺伝的背景にも着目した。臨床試験においてゾニサミドを投与したParkinson病患者について治療著効群と治療無効群に分け、網羅的なトランスクリプトームの比較解析を行った。結果、Parkinson病におけるゾニサミドの効果がグルタミン酸作動性神経やp53を介した細胞死と関連しうることを示した (Naito T et al. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 2022)。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Comparative whole transcriptome analysis of Parkinson’s disease focusing on the efficacy of zonisamide2022

    • Author(s)
      Naito Tatsuhiko、Satake Wataru、Cha Pei-Chieng、Kobayashi Kazuhiro、Murata Miho、Toda Tatsushi
    • Journal Title

      Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry

      Volume: NA Issue: 5 Pages: 509-512

    • DOI

      10.1136/jnnp-2021-328742

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HLA imputation and its application to genetic and molecular fine-mapping of the MHC region in autoimmune diseases2021

    • Author(s)
      Naito Tatsuhiko、Okada Yukinori
    • Journal Title

      Seminars in Immunopathology

      Volume: 44 Issue: 1 Pages: 15-28

    • DOI

      10.1007/s00281-021-00901-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A deep learning method for HLA imputation and trans-ethnic MHC fine-mapping of type 1 diabetes2021

    • Author(s)
      Naito Tatsuhiko、Suzuki Ken、Hirata Jun、Kamatani Yoichiro、Matsuda Koichi、Toda Tatsushi、Okada Yukinori
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1639-1639

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21975-x

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Trans-ethnic fine-mapping of the major histocompatibility complex region on Parkinson’s disease risk2021

    • Author(s)
      Naito Tatsuhiko、Wataru Satake、Kotaro Ogawa、Ken Suzuki、Hirata Jun、Jia Nee Foo、Eng King Tan、Toda Tatsushi、Okada Yukinori
    • Journal Title

      Movement Disorders

      Volume: In Press Pages: 0-0

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trans-ethnic fine-mapping in the major histocompatibility complex region on Parkinson's disease risk2021

    • Author(s)
      Tatsuhiko Naito, Wataru Satake, Kotaro Ogawa, Ken Suzuki, Jun Hirata, Jia Nee Foo, Eng-King Tan, Tatsushi Toda, Yukinori Okada
    • Organizer
      American Society of Human Genetics
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MHC領域のtrans-ethnic fine-mappingによるParkinson病の遺伝的リスクの解明2021

    • Author(s)
      内藤龍彦, 佐竹渉, 小河浩太郎, 鈴木顕, 平田潤, 戸田達史, 岡田随象
    • Organizer
      第66回人類遺伝学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DEEP*HLA: 深層学習を用いたHLA imputation法の開発と1型糖尿病の原因遺伝子変異解明への応用2021

    • Author(s)
      内藤龍彦, 岡田随象
    • Organizer
      第3回日本メディカルAI学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DEEP*HLA: 深層学習を用いたHLA imputation法の開発と1型糖尿病のtrans-ethnic MHC fine-mappingへの応用2021

    • Author(s)
      内藤龍彦, 岡田 随象
    • Organizer
      第6回日本骨免疫学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Trans-ethnic fine-mapping of the major histocompatibility complex region in Parkinson’s disease2021

    • Author(s)
      内藤龍彦, 佐竹渉, 小河浩太郎, 鈴木顕, 平田潤, 岡田随象, 戸田達史
    • Organizer
      第62回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Trans-ethnic fine-mapping of the MHC region on Parkinson's disease identified shared genetic features associated with the risk2021

    • Author(s)
      Tatsuhiko Naito, Wataru Satake, Kotaro Ogawa, Ken Suzuki, Jun Hirata, Jia Nee Foo, Eng-King Tan, Yukinori Okada, Tatsushi Toda
    • Organizer
      World Congress of Neurology
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RNA-seq解析によるパーキンソン病に対するゾニサミドの治療効果を規定する因子の検討2020

    • Author(s)
      内藤龍彦,佐竹渉,Cha Pei-Chieng,村田美穂,戸田達史
    • Organizer
      第61 回日本神経学会学術大会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] DEEP*HLA: 深層学習を利用したHLA imputation 法の開発と、1 型糖尿病trans-ethnic MHC fine-mapping への応用2020

    • Author(s)
      内藤龍彦,鈴木顕,平田潤、鎌谷洋一郎、松田浩一、戸田達史、岡田随象
    • Organizer
      日本人類遺伝学会第65会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] DEEP*HLA: A multi-task convolutional deep learning method for HLA allelic imputation and its application to trans-ethnic MHC fine-mapping of type 1 diabetes2020

    • Author(s)
      Tatsuhiko Naito, Ken Suzuki, Jun Hirata, Yoichiro Kamatani, Koichi Matsuda, Tatsuhi Toda, Yukinori Okada
    • Organizer
      American Society of Human Genetics
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Does human leukocyte antigen peptide-biding score explain the global disparity in the mortality rates of COVID-19?2020

    • Author(s)
      Tatsuhiko Naito, Yukinori Okada
    • Organizer
      COVID/SARS CoV2 Rapid Research Reports #3
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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