統合失調症における体細胞変異の同定：患者・両親トリオを用いた高深度シーケンス

• Project/Area Number: 20K16620
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 井桁 裕文 新潟大学, 医学部, 非常勤講師 (10751026)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 統合失調症 / 分子遺伝学 / 体細胞変異 / 高深度全エクソーム解析

Outline of Research at the Start

我々は、統合失調症患者と両親からなる40組について、ゲノム中のすべてのエクソン（全エクソーム）の塩基配列を解読（シーケンス）する全エクソーム解析を行い、両親には存在せず患者で新たに生じたde novoの非同義変異を17個同定している。本研究では、この成果を発展させ、①高深度の全エクソーム解析、②高深度のターゲットシーケンスという2つの手法を組みわせることにより、統合失調症の発症に大きな効果を持つ体細胞変異を同定する。本研究で得られる成果を基盤として、統合失調症の病態解明や根本的治療法の開発に結び付けることが最終目標である。

Outline of Annual Research Achievements

目的：本研究の目的は、統合失調症の発症に大きな効果を持つ体細胞変異を同定し、その病態解明および根本的な治療法開発の分子基盤を得ることである。
具体的内容：統合失調症患者・両親60家系の末梢血ゲノムDNAサンプルを用いて、全エクソーム解析データを既に得ている。通常深度（116±60）で検出された生殖細胞系列変異83個に対し、サンガーシーケンス法にて確認を行った。60家系のうちの34家系の統合失調症患者DNAサンプルに対し次世代シーケンサー（NovaSeq 6000）による高深度（346±96）の全エクソーム解析を行った。患者それぞれの全エクソーム解析データ（高深度＋通常深度）に対し、両親の全エクソーム解析データ（通常深度）を参照として体細胞変異の検索を行い、28個の体細胞変異が検出された。この28個の体細胞変異に対して次世代シーケンサーによる超高深度（平均深度79,940）のターゲットシーケンスを行った。超高深度ターゲットシーケンスと高深度全エクソームシーケンスのアレル割合は相関していた（R2=0.95）。
意義と重要性：体細胞変異が精神疾患の病態に関与している可能性が示唆されているが、これまで体細胞変異の検出は困難であった。本研究では、統合失調症患者・両親トリオを用いて、高深度の全エクソーム解析を行い体細胞変異の検索を行っている。これにより統合失調症の発症に大きな効果を持つ体細胞変異が同定されれば、その病態解明へと結びつけることが可能となる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定では60家系について高深度全エクソーム解析を行う予定であったが、34家系しか終わっていないため。

Strategy for Future Research Activity

残る26家系について高深度全エクソーム解析を行う予定である。そのうち5家系についてシーケンスデータは既に得ており今後解析を行う。14家系についてはライブラリー作成が完了し、シーケンスを実施中である。7家系については今後シーケンスを行う予定である。前60家系の高深度全エクソーム解析が終了したら論文を作成する。