原発性胆汁性肝硬変の感受性遺伝子多型に起因する発症メカニズムの解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K19314
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 人見 祐基 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10525819)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ゲノムワイド関連解析（GWAS） / 原発性胆汁性胆管炎（PBC） / 遺伝子多型

Outline of Annual Research Achievements

原発性胆汁性胆管炎（PBC）は、慢性進行性の胆汁鬱滞性肝疾患であり、胆管上皮細胞に対する自己免疫反応の関与が示唆されている一方で、その発症・進展機序は未だ不明なままである。
平成28年度、申請者らの研究グループは、疾患の罹りやすさに関連する遺伝子を網羅的に探索するゲノムワイド関連解析（GWAS）を用いて、HLAやTNFSF15など合計8ヵ所のPBC感受性遺伝子を同定した（Kawashima M et al, Hum Mol Genet 2017）。この中で、PBC感受性遺伝子領域chr. 17q12-21を対象に、発症に直接寄与する機能的遺伝子多型（causal variant）の同定、PBC発症機序の解明を目的として、以下に示す研究を併せて実施した。
まず、2,049例の全ゲノムDNA配列データ（東北大学東北メディカル・メガバンク機構が保有）を参照配列とするインピュテーション解析およびHigh-density association mappingのデータを利用し、PBC感受性との非常に強い関連（P < 1.0E-8）を示す23ヶ所の一塩基多型（SNP）を検出した。さらに、in silico解析・in vitro機能解析を実施し、転写因子FOXO1の結合部位に存在するSNPであるrs12946510をcausal variantとして同定した。e-QTL（発現量的形質遺伝子座）解析において、このrs12946510遺伝子型とORMDL3発現量との間には、非常に強い相関（P = 3.8E-21）が見られた。
このことは、rs12946510の疾患感受性アリルにはFOXO1が結合できず、Th2細胞の維持・活性化に関わるORMDL3発現量を減弱させることから、ヘルパーT細胞（Th）のバランスが乱れ、自己免疫反応が惹起される可能性を示唆している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

１．日本人を対象として検体数をさらに増やしたGWASを実施し、以前の報告（Nakamura M et al, Am J Hum Genet 2012）よりもさらに多くのPBC感受性遺伝子を同定したため。さらに、発症に直接寄与する機能的遺伝子多型（causal variant）の候補の選定が完了したため。
２．以上の解析にて同定された複数のPBC感受性遺伝子（PRKCBおよびchr.17q12-21）を対象とした解析を実施し、causal variantの同定、および、causal variantに起因する発症分子メカニズムの解明に至ったため。

Strategy for Future Research Activity

我々の研究グループによって報告されたPBC感受性遺伝子については、平成28年度までにcausal variantの候補を選定している。
平成29年度は、HLA, TNFSF15, PRKCB, chr.17q12-21以外のPBC感受性遺伝子について、これらのcausal variantの候補からの絞込み、および、causal variantに起因する発症分子メカニズムの解明を推進するために、以下の解析を実施する。
１．それぞれのPBC感受性遺伝子を対象としたin vitroの機能解析
２．遺伝子多型による遺伝子発現への影響を検討するためのeQTL解析
３．血清や末梢血単核球を用いた発現解析

Causes of Carryover

当初の計画と比較して、東北大学東北メディカル・メガバンクとの共同研究の開始によって、効率的な手段を利用することができるようになったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

この2年間に得られた本研究における研究成果について、更なる論文投稿・学会発表に加え、海外の研究者との共同研究打ち合わせ等に必要な経費に利用する。
さらに、引き続き研究を推進するために、物品費等に利用する。

Research Products

• [Journal Article] Genome-wide association studies identify PRKCB as a genetic susceptibility locus for primary biliary cirrhosis in the Japanese population. (2017)
  • Author(s): Kawashima M, Hitomi Y, Aiba Y, Nishida N, Kojima K, et al.
  • Journal Title: Human Molecular Genetics Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1093/hmg/ddw406
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fine-mapping analysis revealed complex pleiotropic effect and tissue-specific regulatory mechanism of TNFSF15 in primary biliary cholangitis, Crohn's disease and leprosy. (2016)
  • Author(s): Sun YH, Irwanto A, Toyo-oka L, Hong MH, Liu H, Andiappan AK, Choi HC, Hitomi Y, Yu GQ, Yu YX, Bao FF, Wang C, Fu X, Yue ZH, Wang HL, Zhang HM, Kawashima M, Kojima K, Nagasaki M, Nakamura M, Yang SK, Ye BD, Denise Y, Rotzschke O, Song KY, Tokunaga K, Zhang FR, Liu JJ.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 31429
  • DOI: 10.1038/srep31429
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Identification of the causal variants in human primary biliary cirrhosis (PBC) by the combination of a genome-wide association study, whole-genome sequencing, and in silico/ in vitro functional analyses. (2016)
  • Author(s): 人見祐基、相葉佳洋、中村稔、徳永勝士
  • Organizer: 日本免疫学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2016-12-05 – 2016-12-07
• [Presentation] Identification of the primary functional variants for primary biliary cirrhosis (PBC) susceptibility loci by high-density association mapping and in silico/ in vitro functional analyses. (2016)
  • Author(s): Hitomi Y, Kojima K, Kawashima M, Kawai Y, Nishida N, Aiba Y, Yasunami M, Nagasaki M, Nakamura M, Tokunaga K.
  • Organizer: American Society of Human Genetics
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2016-10-16 – 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genome-wide association study identifies PRKCB as a novel genetic factor for primary biliary cirrhosis in the Japanese population. (2016)
  • Author(s): Kawashima M, Hitomi Y, Nishida N, Kojima K, Kawai Y, Nakamura H, Yasunami M, Chayama K, Aiba Y, Nagasaki M, Tokunaga K, Nakamura M, PBC Consortium in Japan (PBCCSJ).
  • Organizer: American Society of Human Genetics
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2016-10-16 – 2016-10-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 日本人原発性胆汁性肝硬変（PBC）の発症と関連する機能的遺伝子多型（causal variant）の同定 (2016)
  • Author(s): 人見祐基、中村稔
  • Organizer: 日本肝臓学会
  • Place of Presentation: 東京ベイ幕張ホール（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-19 – 2016-05-20
• [Presentation] Imputation analysis using reference panel of 1,070 Japanese individuals (1KJPN) and in silico / in vitro functional analyses identified functional variants for primary biliary cirrhosis (PBC) susceptibility. (2016)
  • Author(s): Hitomi Y, Kojima K, Kawashima M, Kawai Y, Nishida N, Aiba Y, Yasunami M, Nagasaki M, Nakamura M, Tokunaga K.
  • Organizer: International Congress of Human Genetics
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fine-mapping analysis of TNFSF15 across leprosy, Crohn’s disease and primary biliary cirrhosis (2016)
  • Author(s): Irwanto A, Sun Y, Hitomi Y, Toyo-oka L, Choi H, Zhang F, Song K, Tokunaga K, Liu JJ, Andiappan AK, Rotzschke O.
  • Organizer: International Congress of Human Genetics
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 東京大学大学院医学系研究科人類遺伝学教室
  • URL: http://www.humgenet.m.u-tokyo.ac.jp/