Identification of biomarkers of autoimmune diseases using HLA imputation

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H05670
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡田 随象 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70727411)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 遺伝統計学 / MHC領域 / HLA imputation法

Outline of Annual Research Achievements

ヒト主要組織適合性複合体（MHC）領域内のHLA遺伝子配列の個人差は、多数の自己免疫疾患の遺伝的背景の大半を説明するが、データ取得や解析手法の難解さにより、原因HLA遺伝子多型の同定が遅れていた。研究期間を通じて、HLA遺伝子多型を遺伝統計解析手法によりコンピューター上で高精度に決定する、「HLA imputation法」の日本人集団への適用拡大を行った。日本人集団1200名を対象に、MHC領域内における高密度一塩基多型（SNP）およびHLA遺伝子配列を実験的に決定した。新学術領域ゲノム支援班の支援対象課題に採択されたことにより、従来より研究が進められている古典的HLA遺伝子だけでなく、機能解明が進んでいない非古典的HLA遺伝子においても、次世代シークエンサーを用いた配列決定を実施することができた。複数の情報解析パイプラインを統合することで、次世代シークエンサー出力ファイルからのHLA遺伝子配列決定を、6 digitアレルまで高精度に実施することを可能にした。
上記参照パネルを用いてのHLA imputation法の適用を、自己免疫疾患である関節リウマチやバセドウ病の日本人集団ゲノムワイド関連解析データに適用した。関節リウマチにおいては、非古典的遺伝子の1つであるHLA-DOA遺伝子が、古典的HLA遺伝子とは独立に疾患リスクを有することを報告した。バセドウ病においては、複数のクラスIおよびクラスII古典的HLA遺伝子のアミノ酸多型が疾患発症リスクを有することを確認した。
本研究で構築した日本人集団の参照パネルをより広範な疾患群のゲノムワイド関連解析データに適用することで、HLA遺伝子のもつ疾患感受性の全容解明に貢献できると期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Genetic analysis of quantitative traits in the Japanese population links cell types to complex human diseases (2018)
  • Author(s): Kanai M, Akiyama M, Takahashi A, Matoba N, Momozawa Y, Ikeda M, Iwata N, Ikegawa S, Hirata M, Matsuda K, Kubo M, Okada Y, Kamatani Y
  • Journal Title: Nat Genet Volume: 50 Pages: 390-400
  • DOI: 10.1038/s41588-018-0047-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Statist ical genetics and its application to neuroimmunology (2018)
  • Author(s): Ogawa K, Okada Y
  • Journal Title: Clin Exp Neurol Volume: 9 Pages: 7-12
  • DOI: 10.1111/cen3.12445
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Variants at HLA-A, HLA-C, and HLA-DQB1 confer risk of psoriasis vulgaris in Japanese (2018)
  • Author(s): Hirata J, Hirota T, Ozeki T, Kanai M, Sudo T, Tanaka T, Hizawa N, Nakagawa H, Sato S, Mushiroda T, Saeki H, Tamari M, Okada Y
  • Journal Title: J Invest Dermatol Volume: 138 Pages: 542-548
  • DOI: 10.1016/j.jid.2017.10.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide association study identifies 112 new loci for body mass index in the Japanese population. (2017)
  • Author(s): Akiyama M, Okada Y, Kanai M, Takahashi A, Momozawa Y, Ikeda M, Iwata N, Ikegawa S, Hirata M, Matsuda K, Iwasaki M, Yamaji T, Sawada N, Hachiya T, Tanno K, Shimizu A, Hozawa A, Minegishi N, Tsugane S, Yamamoto M, Kubo M, Kamatani Y
  • Journal Title: Nat Genet Volume: 49 Pages: 1458-1467
  • DOI: 10.1038/ng.3951
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] burdens on cell-specific pathways underlie the risk of rheumatoid arthritis (2017)
  • Author(s): Ishigaki K, Kochi Y, Suzuki A, Tsuchida Y, Tsuchiya H, Sumitomo S, Yamaguchi K, Nagafuchi Y, Nakachi S, Kato R, Sakurai K, Shoda H, Ikari K, Taniguchi A, Yamanaka H, Miya F, Tsunoda T, Okada Y, Momozawa Y, Kamatani Y, Yamada R, Kubo M, Fujio K, Yamamoto K.
  • Journal Title: Nat Genet Volume: 49 Pages: 1120-1125
  • DOI: 10.1038/ng.3885