高精度日本人ゲノム参照パネルに基づいた日本人炎症性腸疾患感受性遺伝子の高密度解析

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04805
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 角田 洋一 東北大学, 大学病院, 助教 (50509205)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木内 喜孝 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 教授 (20250780) ; 黒羽 正剛 東北大学, 大学病院, 特任助手 (70709469)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: クローン病 / 潰瘍性大腸炎 / 炎症性腸疾患 / 疾患感受性遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

クローン病（CD）と潰瘍性大腸炎（UC）からなる炎症性腸疾患（IBD）の遺伝背景は、欧米でのアレイによるゲノムワイド相関解析（GWAS）によって多くの感受性遺伝子が同定され、さらに高密度多型解析で欧米人では感受性多型は一気に200か所まで解明された。2014年に高精度の東北人ゲノムリファレンスパネルが作成されたことで、日本人での高密度多型解析が可能となった。そこで、本研究で日本人IBDの遺伝因子解析を進めることとした。
2015年度は、患者約1314人、健常人コントロール2198人について、日本人用のSNPジェノタイピングカスタムアレイであるJaponica Arrayを使用し、約６７万多型のGenotypingを行った。2016年度は、それらのデータを東北メディカル・メガバンク機構が作成した日本人リファレンスパネルデータ（１KJPN）を使用して約986万多型をimputeし、それらを用いたゲノムワイド相関解析を開始した。具体的には、東北地方在住、九州地方在住の患者・健常人のデータを分けて解析した。これは、ジェノタイピングデータの主成分分析を行ったところ、九州と東北ではクラスターに違いがあったためであり、これらを分けてそれぞれで解析を行い、その結果をメタ解析するという手法をとった。この結果、クローン病では14領域、潰瘍性大腸炎では７領域がP<1e-6の候補領域として同定された。このうちクローン病で最も強い相関が認められた領域はTNFSF15遺伝子を含む領域で、最も有意な相関を認めたのはrs78898421 (p=2.59E-26)であった。14領域のうち8領域は既知の領域あるいは、その近傍であり、6領域が新規の候補領域である。潰瘍性大腸炎では、HLA領域での相関が最も強く(rs116905289, p=2.46E-44)、7領域のうち2領域が新規領域であった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定より大きく前倒しをし、検体の収集が完了し解析が進行している。平成28年度は膨大なデータの解析が主体であったが、現在までに新規感受性候補領域として、クローン病では8領域、潰瘍性大腸炎では2領域が同定されている。いずれの新規領域についても、これまでのデータのみでは科学的に根拠が弱いため、別サンプルでの確認研究が今後必要となる。これらについての確認を行うため、検証実験の準備のための検体収集が完了しており、まもなく最終的な確認実験を開始できる見込みである。以上より、本研究は当初の計画の目的達成に向けて、おおむね順調に進展をしている。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、これまでの検討で確認された新規疾患感受性領域の多型について、3つ目のサンプルセットをもちいた確認解析を行う。具体的には、候補領域を代表する多型をそれぞれの領域より1つ選択し、その多型について、TaqMan法による直接タイピングによって相関の再現性を確認する。また、相関を示した新規領域については、炎症性腸疾患の多彩な表現型のどのようなグループに特に関係するのか、あるいは治療反応性や、内視鏡所見などとの関係性を確認する。遺伝的背景をベースとした疾患の再分類についての検討を加え、学会発表や論文発表を行い、当初の研究計画の目的を達成する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ワシントン大学/シーダーズサイナイ医療センター(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: ワシントン大学/シーダーズサイナイ医療センター
• [Journal Article] LRRK2 but not ATG16L1 is associated with Paneth cell defect in Japanese Crohn's disease patients (2017)
  • Author(s): Liu TC, Naito T, Liu Z, VanDussen KL, Haritunians T, Li D, Endo K, Kawai Y, Nagasaki M, Kinouchi Y, McGovern DP, Shimosegawa T, Kakuta Y, Stappenbeck TS
  • Journal Title: JCI Insight Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1172/jci.insight.91917
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Population-optimized SNP array reveals RAP1A as a novel candidate susceptibility gene for Crohn’s disease in Japanese individuals (2017)
  • Author(s): Yoichi Kakuta, Yosuke Kawai, Takeo Naito, Atsushi Hirano, Junji Umeno, Keiichiro Hiramoto, Masatake Kuroha, Yoshitake Kanazawa, Tomoya Kimura1 Katsuya Endo, Yoshitaka Kinouchi, Motohiro Esaki, Masao Nagasaki, Tooru Shimosegawa
  • Organizer: Digestive Disease Week 2017
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2017-05-07 – 2017-05-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Paneth Cell Phenotype is Associated With Novel Genetic Determinants and Clinical Outcome in Japanese Crohn's Disease Patients (2016)
  • Author(s): Takeo Naito, Ta-Chiang Liu, Yoichi Kakuta, Richard Head, Zhenqiu Liu, Talin Haritunians, Dalin Li, Katsuya Endo, Yoshitaka Kinouchi, Dermot McGovern, Thaddeus Stappenbeck, Tooru Shimosegawa
  • Organizer: Digestive Disease Week 2016
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2016-05-23 – 2016-05-23
  • Int'l Joint Research