2018 Fiscal Year Research-status Report

セファロによるものでは世界最大1000人の顎顔面形態に関する網羅的ゲノム解析

Research Project

Project/Area Number	18K09844
Research Institution	Showa University
Principal Investigator	山口徹太郎昭和大学, 歯学部, 准教授 (40384193)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	芳賀秀郷昭和大学, 歯学部, 助教 (00736655) 高橋正皓昭和大学, 歯学部, 助教 (10736713) 冨田大介昭和大学, 歯学部, 助教 (40805842) 槇宏太郎昭和大学, 歯学部, 教授 (80219295) 中脇貴俊昭和大学, 歯学部, 助教 (90783522)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	顎顔面形態 / ゲノム / 一塩基多型 / セファロ / 側面頭部Ｘ線規格写真
Outline of Annual Research Achievements	本申請課題は既に関連倫理委員会の承認を得ている。すでに約800人の網羅的ゲノム解析、すなわち検体収集、DNA抽出、約50万SNPs（一塩基多型）のタイピングを完了している。また、別にセファロ（側面・正面）を有する約200人の検体収集、DNA抽出も完了している。合計1000人には歯・顎顔面用コーンビームCT画像を有する200人が含まれている。平成30年度はセファロ（側面・正面）と歯・顎顔面用コーンビームCT画像による顎顔面形態の形態解析と追加200人のタイピングを実施した。本申請課題は既に関連倫理委員会の承認を得ている（昭和大学ヒトゲノム・遺伝子解析倫理委員会　承認番号108号平成20年12月16日付）。対象者は昭和大学歯科病院矯正歯科に来院されている成人患者について協力を依頼、文書による同意を得たものである。平成28年9月までに一次スクリーニングとしての約800人の検体収集、DNA抽出、約50万SNPsのタイピング（イルミナ OmniExpress）を完了している。また、追加約200人の検体収集、DNA抽出も完了している。セファロ（側面・正面）を解析した。セファロ（側面・正面）（通法）、の画像処理にはフリー画像解析ソフトimageJ（現有）を使用している。本申請課題目的のみによってレントゲン写真が撮影されることはない。すでに800人について網羅的ゲノム解析約50万SNPsのタイピングが完了している。全ゲノム増幅（1000倍以上）→断片化（300～600bp程度）処理→ビーズチップとのハイブリダイゼーション→ポリメラーゼによる伸張反応→蛍光標識→スキャナーによる生データ読みとりの工程を経て遺伝子型を決定した。高いエラー率、非ランダムなデータ欠失、低いコールレート（ホモ接合性、ヘテロ接合性を判定することが可能な割合）により偽陽性が大幅に増加することが危惧されたが、既に高品質なタイピングデータの獲得に成功している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 申請書に記載した研究計画に準拠した進捗を経ている。
Strategy for Future Research Activity	タイピングデータについてタイピングのチェック、Hardy-Weinberg平衡の検定を実施する。プローブデザインからデータ産出までをSureSelect Target Enrichment System（消耗品費申請）とGenome Analyzer（現有）でターゲットリシークエンスを行う。SureSelectで回収されたサンプルを使って得られたシークエンスデータをPipeline、CASAVA、GenomeStudioソフトウェア（現有）で解析する。複雑なデータ変換をすることなく直接SNP塩基を解析することで高精度データを獲得できる。集団の構造化の検定→ハプロタイプ推定（Genotype imputation；コンテンツが異なるマーカーセット間でのジェノタイピングデータの推測）→関連解析（独立性検定）を経て疾患・形質に関連する遺伝子座位を特定する。
Causes of Carryover	研究計画通り進んでいる。その使用が当初、見積もられていたものより小さく済んだ。今後のターゲットリシークエンスの際にその分を充当する必要があるものと予想している。