| Project/Area Number |
18H02779
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
堀川 幸男 岐阜大学, 医学部附属病院, 准教授 (10323370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩谷 真由美 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (10293565)
飯塚 勝美 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (40431712)
細道 一善 金沢大学, 医学系, 准教授 (50420948)
矢部 大介 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60378643)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | MODY / 原因遺伝子 / 機能ゲノミクス / 遺伝子診断 / 次世代シークエンサー / 候補遺伝子パネル / エンハンサー / インスリン分泌不全 / 細胞骨格分子 / トランスクリプトーム / レギュローム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は現在までMODY1, 2, 3, 5, 6に限ってサンガーシークエンス、MLPA法で遺伝子診断を進めてきたが、今年度NGSを用いた独自のMODY候補遺伝子パネルを作成し検証した。そして従来の結果はNGSによる解析と一致していることを確認した。これにより今後、短時間かつ数十分の一のコストでMODY遺伝子検査が可能となった。また機能欠失変異およびHGMDに基づいたアミノ酸置換の評価から、新たに日本人初のMODY4(PDX1)に加えて、MODY7(KLF11), MODY9(PAX4), MODY10(INS), MODY12(ABCC8), MODY13(KCNJ11) をそれぞれ2, 1, 3, 1, 6, 1例ずつ同定できた。他に幾つかの既報のMODY様遺伝子についても同定できた。特にエクソン数の多いABCC8では6個の変異が同定され、今後インスリン治療からの離脱試行など治療選択にも手がかりを与えた。
しかし一方、依然多くの原因遺伝子未知の家系が残っており、エンハンサー領域の探索含めMODY関連遺伝子領域のゲノムリシークエンスを施行した。レギュローム解析では、MODY1～6遺伝子に変異を有さない発端者2名について全ゲノムシークエンスを実施し、3,614,470～3,663,511の点変異を検出した。また、構造変異として、26～32のCNV、1,488～2,907の大規模挿入、3,553～4,939の大規模欠失を検出した。RNA-seqのデータから遺伝子発現との関連が得られ、十分な実験データの根拠を持つ転写調節因子結合領域の多型・変異は39,433ヶ所認められた。エンハンサー領域の機能異常に起因する疾患要因として既報のMODY1～6遺伝子発現を制御する可能性も高いため、既知MODY遺伝子におけるTAD領域を精査したところ、MODY 2, 3とそれ以外では異なり多様性が認められた。
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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
本研究課題にて、今年度我々はNGSを用いた独自のMODY候補遺伝子パネルを作成し検証した。これにより今後、短時間かつ数十分の一のコストでMODY遺伝子検査が可能となった。今回、新たに14家系のMODY原因遺伝子を同定することができた。これらの実績により引き続き全国よりMODY遺伝子診断の依頼が寄せられ、現在約700家系の日本で最大数のMODY様家系サンプルを所有している。また分子遺伝学のマルチ戦略の統合により細胞骨格分子であるMYO5Aを有力な新規MODY候補遺伝子として同定しており、インスリン分泌機構との関連含めコモン2型糖尿病と共通の糖尿病発症関連分子として解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々はNGSを用いた独自の既知MODY候補遺伝子診断パネルを作成しており、今後も短時間かつ数十分の一のコストでMODY遺伝子検査を進めていく。一方、新規MODY遺伝子獲得については本年度も引き続きエクソーム解析に加えて、膵島ESTのin silico解析、発現プロファイリング 解析、膵島ISH解析等のトランスクリプトーム解析や、前年度までにMODY患者で同定した転写調節因子結合領域の多型・変異や片側アリル欠損領域に着目したレギュローム解析を行う。MODY 特異的エンハンサー異常をより正確に補足するためにはMODY患者における遺伝子発現データを取得する必要があるため、RNA-seqによる患者それぞれの遺伝子発現と全ゲノムシークエンスからの網羅的多型・変異情報およびHi-Cデータを合わせた統合解析を今後進める必要がある。
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