パーキンソン病の包括的ゲノム解析による遺伝背景解明と応用

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04056
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 佐竹 渉 神戸大学, 医学研究科, 助教 (50467594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 義隆 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (60335354)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: パーキンソン病

Outline of Annual Research Achievements

パーキンソン病は1本邦に15万人の患者がいる主要な神経難病である。複数の治療薬は存在するが確実な疾患修飾薬は存在しない。研究代表者は、これまで患者対照約2万人をもちいたパーキンソン病のSNPによるゲノムワイド関連解析(SNP-GWAS)を行い、SNCA, LRRK2, PARK16, BST1といったパーキンソン病の疾患リスク遺伝子を同定してきた。また、現在、全エクソーム解読による関連解析を行うなど、パーキンソン病(PD)の大規模ゲノム解析を系統だって行っている。本研究では、この研究の流れをさらに進展し、さらなるパーキンソン病遺伝子を発見する。細胞およびin vivoモデル等をもちいて、パーキンソン病遺伝子の分子病態を解明し、パーキンソン病の疾患修飾薬の開発を目指す。これまで、パーキンソン病ゲノムデータを取得し、遺伝統計的に解析を行った。さらに、ゲノムデータとデータベースを活用した、Drug repositioning創薬により、パーキンソン病の疾患修飾薬候補をリストした。LDHアッセイなどの細胞実験およびMPTPモデル動物での実験により、パーキンソン病遺伝子RIT2とタンパク-タンパク相互作用をもつBRAFに対し作用するメラノーマ薬Dabrafenibが、神経保護作用をもつことを発見し、論文発表と特許の取得の準備を行った。また、SHSY5Y/HEK293といった通常細胞での病態解析にくわえ、パーキンソン病遺伝子のリスクSNPをゲノム編集技術によりiPS細胞へ導入した細胞株を樹立した。さらに、パーキンソン病遺伝子のショウジョウバエモデルを樹立した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

おおむね計画通り進捗しているため。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究で、パーキンソン病遺伝子のリスクSNPをゲノム編集技術によりiPS細胞へ導入した細胞株を樹立した。この細胞をドパミン細胞へ分化し、SNP型による遺伝子発現をrealtime PCRやRNAseq等の手法で解析を行う。発現変動に伴う、他の分子の変動を観察する。ミトコンドリア呼吸能の変化を観察するなどして、パーキンソン病の新たな病態を明らかにする。さらに、パーキンソン病遺伝子のショウジョウバエモデルを樹立したので、このショウジョウバエモデルを用いて、進行性運動障害の経時的評価や、複眼変性、生存率・寿命の観察、免疫組織染色によるドパミン神経細胞等の神経変性の観察を行う。α-synucleinトランスジェニック体など、パーキンソン病遺伝子の遺伝子改変ショウジョウバエとかけ合わせをおこない、表現型の改善増悪を観察するなどして、PD遺伝子間の相互作用・遺伝子機能を解明する。あわせて、α-synucleinタンパク量の変化をウエスタンブロットにより観察する。

Research Products

• [Journal Article] Treatment of a case of severe insulin resistance as a result of a PIK3R1 mutation with a sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor (2018)
  • Author(s): Hamaguchi T, Hirota Y, Takeuchi T, Nakagawa Y, Matsuoka A, Matsumoto M, Awano H, Iijima K, Cha PC, Satake W, Toda T, Ogawa W
  • Journal Title: J Diabetes Investig Volume: 9 Pages: 1224-1227
  • DOI: 10.1111/jdi.12825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Japanese WDR45 de novo mutation diagnosed by exome analysis: A case report. (2017)
  • Author(s): Endo H, Uenaka T, Satake W, Suzuki Y, Tachibana H, Chihara N, Ueda T, Sekiguchi K, Mariko TI, Kowa H, Kanda F, Toda T
  • Journal Title: Neurol Clin Neurosci Volume: 5 Pages: 131-133
  • DOI: 10.1111/ncn3.12132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of the interaction between LRRK2 and PARK16 loci in determining risk of Parkinson's disease: analysis of a large multicenter study (2017)
  • Author(s): Wang L, Heckman MG, Aasly JO, Annesi G, Bozi M, Chung SJ, Clarke C, Crosiers D, Eckstein G, Garraux G, Hadjigeorgiou GM, Hattori N, Jeon B, Kim YJ, Kubo M, Lesage S, Lin JJ, Lynch T, Lichtner P, Mellick GD, Mok V, Morrison KE, Quattrone A, Satake W, ... , Sharma M
  • Journal Title: Neurobiol Aging Volume: 49 Pages: 217.e1-217.e4
  • DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2016.09.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two patients with PNKP mutations presenting with microcephaly, seizure, and oculomotor apraxia (2017)
  • Author(s): Taniguchi-Ikeda M, Morisada N, Inagaki H, Ouchi Y, Takami Y, Tachikawa M, Satake W, Kobayashi K, Tsuneishi S, Takada S, Yamaguchi H, Nagase H, Nozu K, Okamoto N, Nishio H, Toda T, Morioka I, Wada H, Kurahashi H, Iijima K
  • Journal Title: Clin Genet Volume: 5 Pages: 131-133
  • DOI: 10.1111/ncn3.12132
  • Peer Reviewed