| Project/Area Number |
21K06281
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45010:Genetics-related
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
岩崎 直子 東京女子医科大学, 医学部, 特任教授 (70203370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤川 浩之 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60398807)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | monogenic diabetes / 若年発症糖尿病 / 機能解析 / 発症機序 / 網羅的 / MODY / WES |
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| Outline of Research at the Start |
MODY(maturity onset diabetes of the young) は常染色体優性遺伝の若年発症糖尿病で、原因遺伝子は15種類知られ、糖尿病の成因研究において重要である。全エクソーム解析で原因遺伝子不明定の例が存在する一方で、我々は複数MODY遺伝子にlikely-pathogenic variant (rare variant)を重複保有し、各々が独立して連鎖する家系を認めている。重複variantによる疾患発症の可能性は重要な未解決課題で、CRISPR /Cas9ゲノム編集技術により複数variantを導入したINS-1 cell lineを樹立し、詳細に検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一遺伝子異常による糖尿病の原因遺伝子検出率の向上を目的に、NGSパイプラインに加えてVUSの機能解析およびCopy number variation検出アルゴリズムであるXHMMを加えたsystematic approachを系統的に実施し、検出率の向上を目指した。NGS解析においてはNovaseq6000を行い、ClinvarデータベースおよびACMG/AMP2015ガイドラインに基づいて病原性を判定した。一般集団における頻度2%未満（10000人ゲノムデータベース），かつCADDスコア>10のバリアントに関しては、発現解析を行い、その病原性について検討を加えた。全エクソーム解析のカバレッジ深度データからXHMMアルゴリズムを使用してエクソン欠失のスクリーニングを行い、検出された欠失はMultiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) 法を持ちて確認した。現時点で75症例の全エクソーム解析が終わっており、病的バリアントおよび病的バリアントの可能性は35家系（46.7%）である。この値は既報と比較するとかなり高いと言える。
内訳はHNF4A-MODY(5家系：Pathogenic 5家系、VUS 1家系)、GCK-MODY(3家系：Pathogenic 1家系、Likely Pathogenic 2家系),HNF1A-MODY(7家系：Pathogenic 4家系, VUS 3家系)、PDX1-MODY(3家系：Likely Pathogenic 1家系、 VUS 2家系)、HNF1B-MODY(2家系：Pathogenic 2家系)、ABCC8-MODY(3家系：Pathogenic 1家系、VUS 2家系)、BLK-MODY(2家系：VUS 2家系)、CEL-MODY(2家系：VUS 2家系)、WFS1遺伝子(4家系：Pathogenic 1家系、Likely Pathogenic 2家系、VUS 1家系<いずれもhetero>)、INSR遺伝子(3家系：Pathogenic 1家系、Likely Pathogenic 1家系、VUS 1家系)。また、VUSの中から新規の病原性バリアントを複数見出している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
日本人MODYを対象とした全エクソームシーケンス＋MLPA＋機能解析という網羅的、かつ構造的な解析方法により、最近収集した21症例のMODYに絞ると病的バリアントを12症例（12/21、57.1％）に検出した。一般的には世界的には20数％程度の検出率に留まっていることから、我々の検出率は世界的に見て明らかに高いレベルであった。さらに、注目すべき点として、病的バリアントが見出された12症例中4症例（1/3）は、全エクソームシーケンスでは検出できないCopy number variation（CNV)を原因としていた。一般的に全エクソームシーケンス単独の解析に依存している場合が多いことから、実際には病的バリアントを有していても、病的バリアントが検出できずに見逃されている可能性が示唆された。しかも、CNVが検出された4症例中、精密医療の対象となるHNF4A-MODYが3例含まれていたことから、臨床的にも極めて重要な知見である。今回の我々の結果は、MODYの原因遺伝子研究における重要な新知見として認められ、Clinical Geneticsに受理された。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、VUSの解析を進め、日本人MODYの原因遺伝子をできるだけ多数明らかにすることによって、新規のMODY i電子あるいはvariantを検出することを目的とする。同時に、精密医療推進のために必要な学術的根拠を発信する。
最近のMODYに関する理解の高まりにより、新規の解析依頼が増加傾向で、社会的ニーズがある。精密医療の対象となるMODYにおいてCNVを原因とする場合が多いにもかかわらず、一般にCNV 検出が不可能な全エクソーム解析が主流となっていること、また、商業ベースではMODYのMLPA解析は実施されていないことなどから、さらに解析を推進し、CNV の重要性に関する知見を含んだ論文がClinical Geneticsに受理された。さらに最終年度におおいてはこれまでの研究成果をまとめた論文化を進め、研究成果を社会に発信する予定である。少なくとも4編の論文の作成に取り掛かっているところである。
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