次世代シークエンサーによる統合失調症脆弱性HLA領域の配列決定

• Project/Area Number: 26293267
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Psychiatric science
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 山田 和男 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (10322695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 武男 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (30249958) ; 大西 哲生 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (80373281) ; 前川 素子 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (50435731) ; 豊島 学 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 基礎科学特別研究員 (90582750)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Adopted (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000); Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2014: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 脳神経疾患 / ゲノム / 遺伝子 / 次世代シークエンサー / 主要組織適合遺伝子複合体

Outline of Annual Research Achievements

染色体6p21.3-22.1に存在する主要組織適合遺伝子複合体 (MHC）領域は、最も有力な統合失調症関連座位とされながら、進化の過程で遺伝子重複を繰り返し非常に複雑な染色体構造を持つに至った領域特異性から、従来のSNP解析・シークエンス法に基づくゲノム解析は困難であった。一方、新しい研究手法である次世代シークエンサー(NGS)では、phase ambiguity のない完全な塩基配列をhigh throughputに取得できることから、これまでの実験的障壁の打破が期待できる。
そこで、本研究課題では当該領域が持つ統合失調症脆弱性の包括的な解明を目指したNGSによるMHC領域の網羅的なゲノム解析を行うこととし、平成26年度は解析手法を確立すべく2つの実験系による検討を行った。
方法1はIllumina Nexteraを用いて、免疫機能に重要な役割を果たすと考えられているHLA-A, -C, -B, -DRB1, -DQB1, -DPB1領域について、当該6領域のlong-PCRを行い、次にNextera DNA Sample Preparation Kit（Illumina）を用いたライブラリー作成を行った。方法2ではSeqCap EZ Choice Library（Roche-NimbleGen）を用いて、ヒトMHC全4.97Mb領域をターゲットとしたライブラリー調整を行った。いずれも配列解析はNGS（MiSeq、Illumina）を用いて、2x250bp paired-end readsで行った。
さらに、疾患脆弱性が示唆された変異領域については、詳細な遺伝統計学的解析および統合失調症罹患者死後脳での発現解析を行った。その結果、疾患関連候補遺伝子として検討した3遺伝子のうち、1遺伝子について統合失調症群での発現変化の可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Genetic analysis of the glyoxalase system in schizophrenia. (2015)
  • Author(s): Bangel FN, Yamada K, Arai M, Iwayama Y, Balan S, Toyota T, Iwata Y, Suzuki K, Kikuchi M, Hashimoto T, Kanahara N, Mori N, Itokawa M, Stork O, Yoshikawa T
  • Journal Title: Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry Volume: 59 Pages: 105-110
  • DOI: 10.1016/j.pnpbp.2015.01.014
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sequencing and expression analyses of the synaptic lipid raft adapter gene PAG1 in schizophrenia. (2015)
  • Author(s): Balan S, Iwayama Y, Yamada K, Toyota T, Ohnishi T, Toyoshima M, Shimamoto C, Ide M, Iwata Y, Suzuki K, Kikuchi M, Hashimoto T, Kanahara N, Yoshikawa T, Maekawa M.
  • Journal Title: J Neural Transm Volume: 122 Issue: 3 Pages: 477-485
  • DOI: 10.1007/s00702-014-1269-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Utility of Scalp Hair Follicles as a Novel Source of Biomarker Genes for Psychiatric Illnesses. (2014)
  • Author(s): Maekawa M, Yamada K, Toyoshima M, Ohnishi T, Iwayama Y, Shimamoto C, Toyota T, Nozaki Y, Balan S, Matsuzaki H, Iwata Y, Suzuki K, Miyashita M, Kikuchi M, Kato M, Okada Y, Akamatsu W, Mori N, Owada Y, Itokawa M, Okano H, Yoshikawa T.
  • Journal Title: Biological Psychiatry Volume: 3223 Issue: 2 Pages: 00570-00578
  • DOI: 10.1016/j.biopsych.2014.07.025
  • NAID: 40020643113
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exon resequencing of H3K9 methyltransferase complex genes, EHMT1, EHMT2 and WIZ, in Japanese autism subjects. (2014)
  • Author(s): 2.Balan S, Iwayama Y, Maekawa M, Toyota T, Ohnishi T, Toyoshima M, Shimamoto C, Esaki K, Yamada K, Iwata Y, Suzuki K, Ide M, Ota M, Fukuchi S, Tsujii M, Mori N, Shinkai Y. and Yoshikawa T.
  • Journal Title: Molecular Autism Volume: 5 Issue: 1 Pages: 49-49
  • DOI: 10.1186/2040-2392-5-49
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Replication and cross-phenotype study based upon schizophrenia GWASs data in the Japanese population: support for association of MHC region with psychosis. (2014)
  • Author(s): Saito T, Kondo K, Iwayama Y, Shimasaki A, Aleksic B, Yamada K, Toyota T, Hattori E, Esaki K, Ujike H, Inada T, Kunugi H, Kato T, Yoshikawa T, Ozaki N, Ikeda M, Iwata N.
  • Journal Title: Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet Volume: 165 Issue: 5 Pages: 421-427
  • DOI: 10.1002/ajmg.b.32246
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Zinc finger protein 804A (ZNF804A) and verbal deficits in individuals with autism. (2014)
  • Author(s): Anitha A, Thanseem I, Nakamura K, Vasu MM, Yamada K, Ueki T, Iwayama Y, Toyota T, Tsuchiya KJ, Iwata Y, Suzuki K, Sugiyama T, Tsujii M, Yoshikawa T, Mori N.
  • Journal Title: J Psychiatry Neurosci Volume: 39 Pages: 294-303
  • Peer Reviewed