2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a prognosis prediction model for Alzheimer's disease using integrative multi-omics data
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21H02470
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
重水 大智 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 メディカルゲノムセンター, 部長 (70617464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 浩一 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 メディカルゲノムセンター, センター長 (50373288)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / RNA-sequencing |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国立長寿医療研究センター（NCGG）バイオバンクは高齢者の高品質・大規模な試料・データを保有している。その中から少なくとも1年以上フォローアップした軽度認知障害 (MCI)者のゲノムデータ、遺伝子発現データ、臨床情報のマルチオミクス統合解析からアルツハイマー病(AD)への移行に関わるリスク因子を網羅的に探索し、予測診断システムの開発を目指す。
現在報告されているAD発症リスク因子の多くが免疫に関連している。そこで本年度は、NCGGバイオバンクに保存されているAD患者317名、認知機能正常高齢者(CN)107名、MCI者432名の血中全RNAシークエンス（RNA-Seq）データを用いて、免疫細胞組成の違い、獲得免疫の抗原特異的な受容体（TCR：TRA, TRB, TRG, TRD・BCR: IGH, IGK, IGL）（レパトア）の多様性の違いに着目したバイオマーカー探索を行った。その結果、好中球、形質細胞、B細胞、 T細胞の細胞組成が認知機能低下に伴い変化すること、レパトアの多様性は高齢化に伴い減少するが、BCRは男性、TCRは性差なく顕著に減少すること、IGH、IGK、TRAの多様性が認知機能低下に伴い減少することを見出した。
病型の予測には、コックス比例ハザードモデルを応用した。学習群データのクロスバリデーションから最適なパラメータを決定し、全学習群データから判別モデルを構築した。その結果、2種のレパトア（IGK、TRA）、1種の遺伝子発現（WDR37）をバイオマーカーとして用いることで、AD移行リスクを予測できる判別モデルが得られ、検証群による解析でもこのモデルが機能することを示した。
判別精度はまだ高くはないが、免疫機能を考慮した判別モデルの有効性が示された。ゲノム情報と組み合わせた再検証、症例数を増やした再検証が今後精度を向上させるかもしれない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大規模なゲノムシークエンス解析からAD移行に関わる新規バイオマーカー候補を同定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
網羅的な遺伝子発現のデータとゲノムデータ、臨床データの統合解析から、ADへの移行を予測できる最適なバイオマーカーの組み合わせを探索する。ゲノム変異と遺伝子発現の関係を示すeQTLに着目し、eQTLをバイオマーカー候補とし、AD移行予測診断システムの開発を行う。開発した予測システムは、独立した前向きコホートデータを用いてその予測能を検証する。
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[Presentation] Identification of potential blood biomarkers for Sarcopenia through RNA sequencing analysis.2022
Author(s)
Furunani M., Suganuma M, Akiyama S., Mitsumori R., Hosoyama T., Takemura M., Matsui Y., Satake S., Nakano Y., Niida S., Ozaki K., and Shigemizu D.
Organizer
The 8th Asian Conference for Frailty and Sarcopenia
Int'l Joint Research
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