2013 Fiscal Year Research-status Report
網羅的遺伝子発現解析による疼痛低下を引き起こす遺伝子メカニズムの解明
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24590741
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
笠井 慎也 公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 主席研究員 (20399471)
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| Keywords | 疼痛感受性 / 鎮痛薬感受性 / 全ゲノム遺伝子発現 / モデルマウス |
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| Research Abstract |
オピオイド受容体高発現マウス系統として知られているCXBHリコンビナント近交系マウス系統において、Illumina社whole-genome expression chip(MouseWG-6 Expression BeadChips、約47,000転写産物の発現が解析可能)を用いて、網羅的遺伝子発現解析を行った。平成24年度における痛覚感受性解析の結果、CXBHマウスにおける痛覚感受性の著しい低下は、上脊髄性の異常によるものであることが明らかとなったため、全ゲノム遺伝子発現解析には全脳を用いた。今回解析を行った45,281 transcriptsの中で、progenitor系統（BALB/cBy, C57BL/6J）とCXBH系統の脳において検出可能な18,117 transcriptsにおいて各系統間の発現量の差異について解析を行った。BALB/cByとCXBH系統間、C57BL/6JとCXBH系統間ではそれぞれ2,528 transcripts、2,259 transcriptsにおいて発現量が有意に異なった（unpaired t-test）。痛覚感受性の著しい低下に関連するtranscripts（progenitor系統間では差異がなく、かつ両progenitor系統とCXBH系統間で有意に発現量が異なる転写産物）として351 transcripts (332 genes)を見出した。これら332 genesの内訳は、転写関連遺伝子28 (0.08)、情報伝達関連遺伝子74 (0.22)、微小管関連遺伝子4 (0.01)、その他16 (0.05)、不明124 (0.37)である。351 transcriptsの中でprogenitor系統と比較して高発現（> 1.50）および低発現（< 0.67）の転写産物は、それぞれ21および41 transcriptsである。これらCXBHマウスにおいて著しく発現量が異なる転写産物には、痛覚伝達に関わる分子に関連する遺伝子が含まれていることから今後の解析が期待される。
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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
平成25年度の計画は、以下の(3)である（番号は研究計画における解析番号に従った）。(3) CXBHマウスにおける遺伝子発現変化の網羅的解析：Illumina社whole-genome expression chip(MouseWG-6 Expression BeadChips、約47,000転写産物の発現が解析可能)を用いて、網羅的遺伝子発現解析を行う。また、網羅的遺伝子発現解析のデータ解析を行う。【研究業績の概要】に記載した通り、(3) CXBHマウスにおける遺伝子発現変化の網羅的解析により、CXBHマウスの脳に特徴的な遺伝子発現を明らかにすることができた。また、インフォコム社pathway解析モジュールMetaCore等により遺伝子ネットワーク解析は現在進めており、研究計画通りおおむね順調に進展していると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度も研究計画に従い、(4) 候補遺伝子の塩基配列解析、(5) 痛覚
感受性低下の原因遺伝子の同定を行う予定である。具体的には以下の通りである。
・MouseWG-6 Expression BeadChipsに載っていない重要な転写産物については、TaqMan法やnorthern blotting法により個別解析を行う。
・候補遺伝子が定まらなかった場合、インフォコム社pathway解析モジュールMetaCore等により遺伝子ネットワーク解析を行い、どの情報伝達系に遺伝子発現変化が生じているか解析する。
・(3) の網羅的遺伝子発現解析の結果、候補に上った遺伝子について、エキソン及び転写調節領域のシーケンシングを行い、塩基配列変異を同定する。
・塩基配列変異が同定された場合、CXBHマウス若しくはprogenitor系統において脳領域特異的に遺伝子導入を行い、痛覚感受性低下がレスキューされるか検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年までに以下の(1)-(3)について解析を行い、結果を明らかにしてきた(番号は研究計画の解析番号に従った)。(1) CXBHマウスにおいてモルヒネによる鎮痛効果、(2) 各種侵害刺激による痛覚感受性の詳細、(3) 網羅的遺伝子発現解析。現在、詳細な遺伝子発現解析やインフォコム社pathway解析モジュールMetaCoreによる遺伝子ネットワーク解析を行っているが、解析に必要な試薬、PCやソフトウェアの幾つかをまだ購入していない。そのため、計上した研究費に使用していない部分が生じてしまったが、現在、試薬購入、機種やversion選定を行っており、平成26年度に解消される見込みである。
MouseWG-6 Expression BeadChipsに載っていない重要な転写産物について遺伝子発現解析を行うためのTaqMan法やnorthern blotting法に用いる試薬・器具類（物品費）、インフォコム社pathway解析モジュールMetaCoreにより遺伝子ネットワーク解析を行うためのPCやソフトウェア（物品費）、候補に上った遺伝子について、エキソン及び転写調節領域のシーケンシングを行い、塩基配列変異を同定すするための試薬・器具類（物品費）、研究成果の公表のための論文投稿費、学会参加費（旅費・その他）に使用予定である。
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[Presentation] Genome-wide association study identifies a potent locus associated with human opioid sensitivity.2013
Author(s)
Nishizawa D, Fukuda K, Kasai S, Hasegawa J, Nagashima M, Satoh Y, Higuchi S, Ujike H, Arinami T, Hayashida M, Ikeda K.
Organizer
XXIst World Congress of Psychiatric Genetics
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
20131017-20131021
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[Presentation] Genome-wide association study identifies a potent locus associated with human opioid sensitivity.2013
Author(s)
Nishizawa D, Fukuda K, Kasai S, Hasegawa J, Aoki Y, Nishi A, Saita N, Koukita Y, Nagashima M, Katoh R, Satoh Y, Tagami M, Higuchi S, Ujike H, Ozaki N, Inada T, Iwata N, Sora I, Iyo M, Kondo N, Won MJ, Naruse N, Uehara K, Itokawa M, Koga M, Arinami T, Kaneko Y, Hayashida M, Ikeda K.
Organizer
European Human Genetics Conference 2013
Place of Presentation
Paris, France
Year and Date
20130608-20130611
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