思春期コホート研究にＤＮＡメチル化マーカーを導入する際の技術的検討

• Project Area: Adolescent mind and self-regulation
• Project/Area Number: 24118501
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 文東 美紀 東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (00597221)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: コホート研究 / DNAメチル化

Research Abstract

1. DNAメチル化解析における唾液の有用性を検討するため、血液サンプルとの比較を行った。健常者1名分の唾液・血液DNAについて、Agilent 社 SureSelect - Human Methyl-Seq およびIllumina 社 Infinium HumanMethylation450 BeadChipを使用して、網羅的なゲノムDNAのメチル化解析を行った。唾液・血液DNAメチル化は相関がR=0.97程度と、高い相関がみられた。また全解析部位のうち、3,3333か所でメチル化に有意差が検出された。さらに健常者20人分の血液と唾液DNAを使用して、メチル化率が組織間で有意に異なるCpG部位のオントロジー解析を行ったところ、細胞外領域などが同定された。今後、血液と唾液データを比較する際には、このようなゲノム領域に注意を払って解析する必要があると考えられる。
2. コホート研究でマーカーに使用する候補として、精神疾患との関与が多く報告されているSLC6A4遺伝子領域の2か所のCpG部位について、双極性障害患者・健常者、約450名ずつのDNAメチル化データを取得し、この領域のマーカーとしての有用性を検討した。解析の結果、1か所のCpG部位において、患者群で有意にメチル化が数%ほど亢進していた。このメチル化亢進は特に男性において顕著に認められた。
3. 次世代シーケンサーを使用したメチル化解析の有用性を検討するため、11番染色体上にある470bp長の塩基配列について、20%間隔で0-100%のメチル化率のDNAサンプルを準備し、Illumina社の次世代シーケンサーであるMiSeqを使用して、メチル化定量を行った。その結果、input DNAのメチル化率と、検出されたメチル化率はR =0.953-0.995と高い相関を示し、解析コストも有利であると考えられた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A snapshot of plasma metabolites in first-episode schizophrenia : A capillary electrophoresis time-of-flight mass spectrometry study (131 characters) (2014)
  • Author(s): Koike S, Bundo M, Iwamoto K, Suga M, Kuwabara H, Ohashi Y, Shinoda K, Takano Y, Iwashiro N, Satomura Y, Nagai T, Natsubori T, Tada M, Yamasue H, and Kasai K
  • Journal Title: Translational Psychiatry Volume: 4 Issue: 4 Pages: e379-e379
  • DOI: 10.1038/tp.2014.19
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] DNA methylation analysis of BDNF gene promoters in peripheral blood cells of schizophrenia patients. (2013)
  • Author(s): Ikegame T, Bundo M et al. (equal contribution)
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 77 Issue: 4 Pages: 208-214
  • DOI: 10.1016/j.neures.2013.08.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of mood stabilizers on DNA methylation in human neuroblastoma cells. (2013)
  • Author(s): Asai T, Bundo M et al. (equal contribution)
  • Journal Title: International Journal of Neuropsychopharmacology Volume: 16 Issue: 10 Pages: 2285-2294
  • DOI: 10.1017/s1461145713000710
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] DNA methylation of the BDNF gene and its relevance to psychiatric disorders (2013)
  • Author(s): Ikegame Tempei, Bundo Miki, Murata Yui, Kasai Kiyoto, Kato Tadafumi, Iwamoto Kazuya
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: (印刷中) Issue: 7 Pages: 434-438
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.65
  • NAID: 10031190038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic regulation of serotonin transporter in psychiatric disorders. (2013)
  • Author(s): Sugawara H et al.
  • Journal Title: Journal of Genetics and Genomics Volume: 40 Issue: 7 Pages: 325-359
  • DOI: 10.1016/j.jgg.2012.10.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal cell-type specific DNA methylation patterns of the Cacna1c gene (2013)
  • Author(s): Nishioka Masaki
  • Journal Title: International Journal of Developmental Neuroscience Volume: 31 Issue: 2 Pages: 89-95
  • DOI: 10.1016/j.ijdevneu.2012.11.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comprehensive DNA methylation analysis of peripheral blood cells derived from patients with first-episode schizophrenia. (2013)
  • Author(s): Nishioka M, Bundo M, Koike S, Takizawa R, Kakiuchi C, Araki T, Kasai K, Iwamoto K
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 58(2) Issue: 2 Pages: 91-7
  • DOI: 10.1038/jhg.2012.140
  • NAID: 10031156430
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A systematic evaluation of whole genome amplification of bisulfite-modified DNA. (2012)
  • Author(s): Bundo Miki, Sunaga Fumiko, Ueda Junko, Kasai Kiyoto, Kato Tadafumi, Iwamoto Kazuya.
  • Journal Title: Clinical Epigenetics Volume: 4 Issue: 1 Pages: 22-22
  • DOI: 10.1186/1868-7083-4-22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation in schizophrenia: progress and challenges of epigenetic studies. (2012)
  • Author(s): Nishioka Masaki, Bundo Miki, Kasai Kiyoto, Iwamoto Kazuya.
  • Journal Title: Genome Medicine Volume: 4 Issue: 12 Pages: 96-96
  • DOI: 10.1186/gm397
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DNA methylation analysis of BDNF gene promoters in Peripheral blood cells of schizophrenia patients. (2013)
  • Author(s): 池亀天平
  • Organizer: 21st World Congress of Psychiatric Genetics
  • Place of Presentation: ボストン
• [Presentation] Increasing of LINE-1 copy number in postmortem brains of psychiatric disorder patients (2012)
  • Author(s): Bundo Miki
  • Organizer: 28th CINP Congress
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
  • Year and Date: 2012-06-03
• [Presentation] ヒト死後脳ゲノムDNAにおけるレトロトランスポゾンのコピー数定量 (2012)
  • Author(s): 文東美紀
  • Organizer: 第６回エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 東京一ツ橋学術総合センター・東京
  • Year and Date: 2012-05-14
• [Presentation] 双極性障害患者末梢血DNAを用いたセロトニントランスポーター遺伝子のメチル化解析：大規模解析に向けての予備的検討
  • Author(s): 池亀天平
  • Organizer: 包括型脳科学研究推進ネットワーク平成25年度夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Remarks] 東京大学大学院 医学系研究科 分子精神医学講座
  • URL: http://www.molpsy.com