Establishment of multi-omics dataset for elucidating the genetic factors of corneal dystrophy

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K06840
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 徳田 雄市 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40833661)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田代 啓 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10263097) ; 中野 正和 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70381944)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 次世代シーケンサー / マルチオミクス / 角膜 / フックス角膜内皮変性症 / 遺伝的要因

Outline of Annual Research Achievements

眼球正面に位置する黒目の表面にある「角膜」は、外界から眼球内部を保護しつつ、光を通すレンズの役割を果たす重要な視覚器官である。そのため、角膜に関わる疾患には健康な生活に支障を来たすものもあり、特に角膜変性疾患の中でも「フックス角膜内皮変性症（FECD)」は発症機序が未解明であるため、角膜移植のみが有効な治療法となっている。
海外の先行研究より、FECD患者には有病率の差などから遺伝的な発症リスクに起因する人種差が有ると考えられるため、真の病因の解明を困難にし、代替治療法の確立を阻んでいる。研究代表者らは、過去にDNAアレイを用いた日本人FECD症例のゲノム解析により、既報の人種差を裏付けつつも新たな疾患関連候補ゲノム領域を選定した。本研究は、それらの知見を基に、FECD発症の背景にある遺伝学的人種差と分子生物学的機序解明へのマルチオミクス研究基盤の構築を目的とする。
最終年度は、引き続き本学眼科と共同で進めて来た各種症例情報の見直しを通じてFECD症例の確保を進めた。日本人では稀なFECD症例の研究促進のために様々な検討を重ねた末、詳細なゲノム領域の解析を優先させることが得策と結論付け、次世代シーケンサー（NGS）による遺伝子領域の塩基配列を集中的に読み解くエキソーム解析を実施した。その結果、罹患者のゲノム情報基盤となる日本人FECD 56 症例のエキソームデータの取得に成功し、現在研究代表者らが選定した疾患関連候補ゲノム領域での解析を進めている。
また他の情報基盤構築の要素として、研究代表者らがNGSで取得した角膜内皮のトランスクリプトームデータを用いて、白人FECD患者の角膜内皮細胞特異的な網羅的遺伝子発現プロファイルの構築に成功し、論文による公表に至った。以上の成果により、FECDの病因解明に必要な情報基盤の構築に関しては、目標を達成できたと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Potential marker subset of blood-circulating cytokines on hematopoietic progenitor-to-Th1 pathway in COVID-19 (2024)
  • Author(s): Takashima Yasuo、Inaba Tohru、Matsuyama Tasuku、Yoshii Kengo、Tanaka Masami、Matsumoto Kazumichi、Sudo Kazuki、Tokuda Yuichi、Omi Natsue、Nakano Masakazu、Nakaya Takaaki、Fujita Naohisa、Sotozono Chie、Sawa Teiji、Tashiro Kei、Ohta Bon
  • Journal Title: Frontiers in Medicine Volume: 11 Pages: 1319980
  • DOI: 10.3389/fmed.2024.1319980
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RNA-Seq-based transcriptome analysis of corneal endothelial cells derived from patients with Fuchs endothelial corneal dystrophy (2023)
  • Author(s): Nakagawa Tatsuya、Tokuda Yuichi、Nakano Masakazu、Komori Yuya、Hanada Naoya、Tourtas Theofilos、Schloetzer-Schrehardt Ursula、Kruse Friedrich、Tashiro Kei、Koizumi Noriko、Okumura Naoki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 8647
  • DOI: 10.1038/s41598-023-35468-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] miR‐17‐92 cluster‐BTG2 axis regulates B‐cell receptor signaling in mantle cell lymphoma (2023)
  • Author(s): Kawaji‐Kanayama Yuka、Tsukamoto Taku、Nakano Masakazu、Tokuda Yuichi、Nagata Hiroaki、Mizuhara Kentaro、Katsuragawa‐Taminishi Yoko、Isa Reiko、Fujino Takahiro、Matsumura‐Kimoto Yayoi、Mizutani Shinsuke、Shimura Yuji、Taniwaki Masafumi、Tashiro Kei、Kuroda Junya
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 115 Pages: 452～464
  • DOI: 10.1111/cas.16027
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] フックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮における長鎖非コードRNAの解析 (2024)
  • Author(s): 島田虎太朗, 奥村直毅, 今井康太, 中川達也, 立石あやな, Ursula Schloetzer-Schrehardt, Friedrich Kruse, 徳田雄市, 中野正和, 小泉範子
  • Organizer: 角膜カンファランス2024. 第47回日本角膜学会総会・第38回日本角膜移植学会
• [Presentation] フックス角膜内皮ジストロフィにおけるTCF4のスプライシング異常の検討 (2024)
  • Author(s): 湯淺太智, 奥村直毅, 中川達也, 本田徹郎, 立石あやな, Ursula Schloetzer-Schrehardt, Friedrich Kruse, 徳田雄市, 中野正和, 小泉範子
  • Organizer: 角膜カンファランス2024. 第47回日本角膜学会総会・第38回日本角膜移植学会
• [Presentation] Evaluation of the TCF4 isoform expression in the corneal endothelial cells of patients with FECD. (2023)
  • Author(s): Imai K, Okumura N, Honda T, Nakagawa T, Tateishi A, Yamamoto K, Tourtas T, Schloetzer-Schrehardt U, Kruse F, Tokuda Y, Nakano M, Koizumi N.
  • Organizer: Erlangen-KPUM-Doshishsa Symposium 2023
• [Presentation] RNA sequencing analysis of corneal endothelial cells derived from patients with FECD. (2023)
  • Author(s): Tanaka S, Okumura N, Nakagawa T, Toyokawa Y, Tateishi A, Tourtas T, Schloetzer-Schrehardt U, Kruse F, Tokuda Y, Nakano M, Koizumi N.
  • Organizer: Erlangen-KPUM-Doshishsa Symposium 2023
• [Presentation] ゲノム解析用途の品質を持つ組織片からの核酸抽出方法の検討 (2023)
  • Author(s): 徳田雄市, 奥拓明, 中山知倫, 渡辺彰英, 外園千恵, 田代啓, 中野正和
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会
• [Presentation] フックス角膜内皮ジストロフィ患者の角膜内皮におけるTCF4アイソフォームの発現変動解析 (2023)
  • Author(s): 本田徹郎, 奥村直毅, 中川達也, 立石あやな, 山本浩司, Theofilos Tourtas, Ursula Schloetzer-Schrehardt, Friedrich Kruse, 徳田雄市, 中野正和, 小泉範子
  • Organizer: NGS EXPO 2023
• [Presentation] Investigation of the TCF4 Splicing and Isoform Expressions in the Corneal Endothelial Cells of Patients with Fuchs Endothelial Corneal Dystrophy (2023)
  • Author(s): Tetsuro Honda, Naoki Okumura, Tatsuya Nakagawa, Ayana Tateishi, Koji Yamamoto, Theofilos Tourtas, Ursula Schloetzer-Schrehardt, Friedrich E. Kruse, Yuichi Tokuda, Masakazu Nakano, Noriko Koizumi
  • Organizer: 2023 ARVO Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Sex-Biased Genes in the Human Corneal Endothelial Cells by using RNA Sequencing Analysis (2023)
  • Author(s): Soichiro Inagaki, Naoki Okumura, Tatsuya Nakagawa, Ayana Tateishi, Yuya Komori, Naoya Hanada, Yuichi Tokuda, Masakazu Nakano, Noriko Koizumi
  • Organizer: 2023 ARVO Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RNA Sequencing Analysis of Corneal Endothelial Cells Derived from Fuchs Endothelial Corneal Dystrophy Patients with and without Trinucleotide Repeat Expansion in TCF4 (2023)
  • Author(s): Yoshiaki Toyokawa, Naoki Okumura, Tatsuya Nakagawa, Ayana Tateishi, Theofilos Tourtas, Ursula Schloetzer-Schrehardt, Friedrich E. Kruse, Yuichi Tokuda, Masakazu Nakano, Noriko Koizumi
  • Organizer: 2023 ARVO Annual Meeting
  • Int'l Joint Research