Study of Biomarkers of Obstructive Sleep Apnea by Epigenome-Wide Association Studies

• Project/Area Number: 21K21177
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0908:Society medicine, nursing, and related fields
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: Maeda Keisuke 藤田医科大学, 医療科学部, 助教 (50906344)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 閉塞性睡眠時無呼吸 / DNAメチル化 / バイオマーカー / エピゲノムワイド関連解析 / エピジェネティクス

Outline of Research at the Start

閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）は、循環器疾患を合併し生命予後の悪化が明らかになったため、近年広く認知され始めている。しかし、治療が必要なOSAの大半が未診断であることが問題視されているため、OSAの早期発見・早期治療、さらには循環器疾患合併への予防対策が重要課題である。近年、DNAメチル化は疾病発生に重要な役割を果たし、疾患の発症予測、診断、予後予測に有用なマーカーとして注目されている。本研究では、OSAの新規バイオマーカーの探索を目的とし、OSA患者の末梢血を用いて、ゲノム網羅的DNAメチル化解析を実施し、OSAとDNAメチル化との関連について調査する。

Outline of Final Research Achievements

A comparison of whole genome DNA methylation profiles in low and high AHI groups was performed in patients with OSA. The results showed that in the high AHI group, high DNA methylation levels such as MYT1L (cg09460712) and FOXP1 (cg18804229) and low DNA methylation levels such as RERE (cg16908156) and SEMA4C (cg13275176) were observed. In the MIR365A gene, JRK gene, and CAT gene regions, the two groups showed differences in DNA methylation levels. Although several previous studies have reported DNA methylation-related analyses in OSA patients, these DNA methylation sites observed in this study are novel.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、OSA患者のいくつかの遺伝子においてDNAメチル化が変化していることが明らかとなった。今後、さらに詳細な解析が必要ではあるが、本研究にて認められたOSAに関連する特定のまたは複数のメチル化サイトの変化を捉えることでOSAの早期発見・発症予測バイオマーカーとなる可能性が期待される。さらに将来的には循環器疾患等の合併症予測バイオマーカーの開発や合併症発生のメカニズム解明に貢献できる礎となることが期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Association of drinking behaviors with <i>TXNIP</i> DNA methylation levels in leukocytes among the general Japanese population (2022)
  • Author(s): Maeda Keisuke、Yamada Hiroya、Munetsuna Eiji、Fujii Ryosuke、Yamazaki Mirai、Ando Yoshitaka、Mizuno Genki、Ishikawa Hiroaki、Ohashi Koji、Tsuboi Yoshiki、Hattori Yuji、Ishihara Yuya、Hashimoto Shuji、Hamajima Nobuyuki、Suzuki Koji
  • Journal Title: The American Journal of Drug and Alcohol Abuse Volume: 48 Issue: 3 Pages: 302-310
  • DOI: 10.1080/00952990.2022.2037137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation level of the gene encoding thioredoxin-interacting protein in peripheral blood cells is associated with metabolic syndrome in the Japanese general population (2022)
  • Author(s): Yamazaki Mirai、Yamada Hiroya、Munetsuna Eiji、Maeda Keisuke、Ando Yoshitaka、Mizuno Genki、Fujii Ryosuke、Tsuboi Yoshiki、Ohashi Koji、Ishikawa Hiroaki、Hashimoto Shuji、Hamajima Nobuyuki、Suzuki Koji
  • Journal Title: Endocrine Journal Volume: 69 Issue: 3 Pages: 319-326
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ21-0339
  • NAID: 130008104147
  • ISSN: 0918-8959, 1348-4540
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 脳波検査実施困難児に対する覚醒・睡眠脳波記録のための本院での取り組みの一例 (2022)
  • Author(s): 河合 駿, 前田 圭介, 細田 奈未, 福本 純一, 藤田 志保, 高須賀 広久, 藤田 孝
  • Organizer: 第60回中部圏支部医学検査学会
• [Presentation] 住民健診受診者における白血球中TXNIP遺伝子のDNAメチル化率と頸部動脈硬化指標との関連 (2022)
  • Author(s): 前田 圭介, 山田 宏哉, 宗綱 栄二, 藤井 亮輔, 坪井 良樹, 石原 裕也, 山崎 未来, 安藤 嘉崇, 水野 元貴, 石川 浩章, 大橋 鉱二, 刑部 恵介, 杉本 恵子, 市野 直浩, 橋本 修二, 浜島 信之, 鈴木 康司
  • Organizer: 第32回日本疫学会学術総会
• [Presentation] Association of drinking habits with TXNIP DNA methylation levels in leukocytes among general Japanese population. (2021)
  • Author(s): Keisuke Maeda, Hiroya Yamada, Eiji Munetsuna, Ryosuke Fujii, Mirai Yamazaki, Yoshitaka Ando, Genki Mizuno, Hiroaki Ishikawa, Koji Ohashi, Yoshiki Tsuboi, Shuji Hashimoto, Nobuyuki Hamajima, Koji Suzuki
  • Organizer: The 22nd World Congress of Epidemiology 2021
  • Int'l Joint Research