候補遺伝子及び全ゲノム解析による日本人インスリン非依存型糖尿病の原因遺伝子の解明

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07457220
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 門脇 孝 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (30185889)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 保道 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 江藤 一弘 東京大学, 医学部附属病院, 医員 ; 安田 和基 東京大学, 医学部附属病院, 医員
• Keywords: Common NIDDM / polygenic disease / 候補遺伝子アプローチ / 罹患同胞対法 / マイクロサテライトマーカー / NIDDM1 / NIDDM2

Research Abstract

Common NIDDMはいくつかの遺伝因子と環境因子の相互作用の結果として起る(polygenic disease)。従って、common NIDDM遺伝子の同定は従来の候補遺伝子アプローチや単一遺伝子の連鎖解析法では原理的に困難である。罹患同胞対法は、(1)遺伝形式を考慮に入れない、(2)疾患感受性遺伝子の数を考慮にいれない、(3)環境因子を考慮に入れない、(4)大家系を必要としない、(5)“非罹患者"や“未発症者"を必要としない、(6)ゲノムを偏りなく系統的に解析できる、などの点で、common NIDDM遺伝子の解析に適しているといえる。
私共はこれまで罹患同胞対350組のリストアップを行い、うち120組については同胞2人のDNAを集積し、また残りの230組については、同胞一方のDNAを集積した。また、これらの罹患同胞対について、家族歴、肥満度、発症年令、インスリン分泌能、治療法などについての臨床情報を収集した。当面むこう1年間で、残りの罹患同胞対のDNAの集積を行っていきたい。
罹患同胞対パネルの収集と並行して、これらの罹患同胞対DNAサンプルについて、(1)全ゲノムアプローチ及び(2)候補遺伝子アプローチという2つの方法で解析を開始している。全ゲノムアプローチでは全染色体に分布したマイクロサテライトマーカー約300について、蛍光ラベルしたプライマーを用いたPCRを行い、Auto Sequencerを用いて多数のマーカーを同時に解析をし、「Gene Scan」「Genotyper」などのソフトを用いて、genotypingを行う。こうして得られたデータのなかから、SIBPAIR、AFFSIBなどのソフトを用いて、common NIDDM遺伝子を抽出していくこととする。全体の罹患同胞対パネルは、発症年令、非肥満・肥満 インスリン分泌低下・インスリン抵抗性などの点からNIDDMのサブグループ分けを行い、それぞれの集団についても別個に解析を行う。また、厚生省の班研究としては相対的に独立な2つのパネルを作製し、1つのパネルで有意に抽出されたNIDDM遺伝子(候補)がもう片方のパネルでもあてはまるか否か検討をすすめていく。
このような全ゲノムアプローチと並行して候補遺伝子(座位)アプローチもすすめていく。すなわち、特定の有力な候補遺伝子、または他の民族で相関が示唆された遺伝子座については、的をしぼって私共の罹患同胞対パネルにおけるNIDDM遺伝子としての意義を検討したい。これまでに、メキシコ系アメリカ人で第2染色体長腕の最もテロメア寄りの部位(2q37)のNIDDM疾患感受性座位(NIDDM1)と、フィンランド人で第12染色体長腕にグルコースに対するインスリン初期反応低下に相関する座位(NIDDM2)とが報告されている。現在、NIDDM1については近傍のマーカーD2S125(CAstrand側:5′-GCAACAGAGTGAGACCCTGA-3′ GTstrand側:5′-TTCTGAGAACCAGATTGTGATTG-3′サイズ88-100塩基対)を用いて、NIDDM2についてはD12S1349(CAstrand側:5′-CCCAAGAGTGACATTGGC-3′ GTstrand側:5′-GCATGGCTGGAGCATAAG-3′サイズ174-194塩基対)を用いて、日本人のcommon NIDDM遺伝子としての意義を検討している。これまでの解析結果では、NIDDM1についてはD2S125は日本人では86〜106塩基対のalleleが認められるがこのうち、88、90、92、100塩基対の4つのalleleの頻度が高く、多型性マーカーとしては、使用しにくい可能性のあることが明らかとなった。一方、NIDDM2については、(1)D12S1349は172〜198塩基のalleleが認められ、allele間のバラツキも多く、日本人でも有用な多型性マーカーであること、(2)107組のNIDDM Sib pairでのIBS(identical by state)の検討では、2/2:23ペア-、1/2:64ペア-、0/2:20ペア-と、ほぼランダムに分布し、日本人NIDDMのcommon原因遺伝子である可能性は低いことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Yamauchi,T.: "Insulin signaling and insulin actions in the muscle and liver of insulin resistant IRS-1 deficient mice." Mol.Cell.Biol.16. 3074-3084 (1996)
• [Publications] Tanaka,T.: "The extracellular signal-regulated kinase pathway phosphorylates AML1,an acute myeloid leukemia gene product,and potentially regulates its transactivation ability." Mol.Cell.Biol.16. 3967-3979 (1996)
• [Publications] Tobe,K.: "Csle enhances insulin-Stimulated dephos phorylation of focal adhesion proteins." Mol.Cell.Biol.16. 4765-4772 (1996)
• [Publications] Yamamoto-Honda,R.: "Mutant insulin receptor Substrate-1 unable to activate PI3 kinase faild to mediate insulin-Stimulated maturation of xenopus bevis oocytes." J.Biol.Chem.271. 28677-28681 (1996)
• [Publications] Biener,Y.: "Annexin II is a novel player in insulin signal transduction." J.Biol.Chem.271. 29489-29496 (1996)
• [Publications] Seko,Y.: "Hypoxia and Hypoxia/Reoxygenation Activate Paf-1,Mitogen-Activated protein kinase,Mitogen-Activated Protein Kinases,and S6 kinase in Cultured Rat Candiac Myocytes." Circ.Res.78. 82-90 (1996)
• [Publications] Kadowaki,T.: "Mechanism of Insulin Action" Asia Medical Journal. 39. 224-226 (1996)
• [Publications] Yamauchi,T.: "Anti-IRS-1 monoclonal antibody,6G5,cross-reacts to IRS-2." Hybridoma. 15. 307-309 (1996)
• [Publications] Kadowaki,T.: "Insulin resistance and growth retardation in mice lacking insulin receptor subtrate-1 and identification of insulin receptor sub trate-2." Diab.Med.13. 103-108 (1996)
• [Publications] Kadowaki,T.: "Signal transduction mechanism of insulin and insulin-like growth factor-1." Endocrine.J.43. 33-41 (1996)
• [Publications] Kadowaki,T.: "A new subtype of diabetes mellitus." A fundamental and clinical text. 591-595 (1996)
• [Publications] Suzuki,H.: "Diabetes mellitus with mitochondrial tRNALeu(UUR)mutation at position 3243:Characteristic Neuroimaging." Diabetes Care. 19. 739-743 (1996)