遺伝統計学とビッグデータの邂逅がもたらす新たながんゲノム創薬

• 研究領域: がんシステムの新次元俯瞰と攻略
• 研究課題/領域番号: 15H05911
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 大阪大学 (2016-2019); 東京医科歯科大学 (2015)
• 研究代表者: 岡田 随象 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70727411)
• 研究分担者: 鎌谷 洋一郎 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00720880) ; 浦山 ケビン 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 社会医学研究部, 部長 (60726850) ; 川上 英良 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, ユニットリーダー (30725338) ; 藤本 明洋 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (30525853)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 71,500千円 (直接経費: 55,000千円、間接経費: 16,500千円); 2019年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2018年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2017年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2016年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2015年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: 遺伝統計学 / HLA imputation法 / ゲノム創薬 / ビッグデータ / 機械学習 / 横断的オミクス解析 / HLA遺伝子 / ゲノム / バイオインフォマティクス / マイクロRNA / バイオマーカー / ビッグデータ解析 / ゲノム解析

研究成果の概要

多彩なヒト疾患や形質に対して築された大規模ビッグデータを適切に解釈し、疾患横断的に統合するデータ解析技術の開発研究には改善の余地が指摘されている。本研究では、遺伝情報と形質情報の因果関係を統計学の観点から評価する学問である遺伝統計学を活用し、大規模ヒト疾患ゲノム解析情報を活用することで、疾患病態の解明や新規ゲノム創薬に迫った。次世代シークエンス技術を活用したHLA imputation法の日本人集団への実装や、大規模ヒト疾患ゲノム解析の成果と細胞組織特異的オミクス情報の統合により、疾患の遺伝的背景がどのように疾患病態に関与しているか、解明が可能になることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝統計学の活用により、大規模ヒト疾患ゲノム情報の一次的なデータ処理に留まらず、疾患病態解明やゲノム創薬、個別化医療への貢献が可能になることを示すことができた。これは、遺伝統計学という学問分野の可能性を広げた成果を考えられた。「遺伝統計学・夏の学校＠大阪大学」の開催と関連書籍の出版は、同分野の若手人材育成に資すると考えられた。当研究課題に参画した研究者（代表者・分担者含め計5名）が研究実施期間中に全員研究室主催者として独立を果たした点も、人材育成に貢献するものである。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard Medical School/Broad Institute(米国)
• [国際共同研究] Sanger Institute(英国)
• [国際共同研究] Broad Institute/Harvard Medical School(米国)
• [国際共同研究] Sanger Institute/Cambridge University(英国)
• [雑誌論文] Trans-biobank analysis with 676,000 individuals elucidates the association of polygenic risk scores of complex traits with human lifespan (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakaue S, Kanai M, Karjalainen J, Akiyama M, Kurki M, Matoba N, Takahashi A, Hirata M, Kubo M, Matsuda K, Murakami Y; FinnGen, Daly MJ, Kamatani Y, Okada Y
  • 雑誌名: Nat Med 巻: 26 号: 4 ページ: 542-548
  • DOI: 10.1038/s41591-020-0785-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dimensionality reduction reveals fine-scale structure in the Japanese population with consequences for polygenic risk prediction (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakaue S, Hirata J, Kanai M, Suzuki K, Akiyama M, Lai Too C, Arayssi T, Hammoudeh M, Al Emadi S, Masri BK, Halabi H, Badsha H, Uthman IW, Saxena R, Padyukov L, Hirata M, Matsuda K, Murakami Y, Kamatani Y, Okada Y
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 11 号: 1 ページ: 1569-1569
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15194-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GWAS of 165,084 Japanese individuals identified nine loci associated with dietary habits. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matoba N, Akiyama M, Ishigaki K, Kanai M, Takahashi A, Momozawa Y, Ikegawa S, Ikeda M, Iwata N, Hirata M, Matsuda K, Murakami Y, Kubo M, Kamatani Y, Okada Y
  • 雑誌名: Nat Hum Behav 巻: 4 号: 3 ページ: 308-346
  • DOI: 10.1038/s41562-019-0805-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metagenome-wide association study of gut microbiome revealed novel aetiology of rheumatoid arthritis in the Japanese population (2020)
  • 著者名/発表者名: Kishikawa T, Maeda Y, Nii T, Motooka D, Matsumoto Y, Matsushita M, Matsuoka H, Yoshimura M, Kawada S, Teshigawara S, Oguro E, Okita Y, Kawamoto K, Higa S, Hirano T, Narazaki M, Ogata A, Saeki Y, Nakamura S, Inohara H, Kumanogoh A, Takeda K, Okada Y.
  • 雑誌名: Annals of the Rheumatic Diseases 巻: 79(1) 号: 1 ページ: 103-111
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2019-215743
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Next-generation sequencing identifies contribution of both class I and II HLA genes on susceptibility of multiple sclerosis in Japanese (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, Kotaro; Okuno, Tatsusada; Hosomichi, Kazuyoshi; Hosokawa, Akiko; Hirata, Jun; Suzuki, Ken; Sakaue, Saori; Kinoshita, Makoto; Asano, Yoshihiro; Miyamoto, Katsuichi
  • 雑誌名: Journal of neuroinflammation 巻: 16 号: 1 ページ: 162-162
  • DOI: 10.1186/s12974-019-1551-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Empirical evaluation of variant calling accuracy using ultra-deep whole-genome sequencing data. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kishikawa T, Momozawa Y, Ozeki T, Mushiroda T, Inohara H, Kamatani Y, Kubo M, Okada Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 号: 1 ページ: 1784-1784
  • DOI: 10.1038/s41598-018-38346-0
  • NAID: 120006818699
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic and phenotypic landscape of the major histocompatibilty complex region in the Japanese population. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirata J, Hosomichi K, Sakaue S, Kanai M, Nakaoka H, Ishigaki K, Suzuki K, Akiyama M, Kishikawa T, Ogawa K, Masuda T, Yamamoto K, Hirata M, Matsuda K, Momozawa Y, Inoue I, Kubo M, Kamatani Y, Okada Y.
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 51 号: 3 ページ: 470-480
  • DOI: 10.1038/s41588-018-0336-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Transethnic Mendelian Randomization Study Identifies Causality of Obesity on Risk of Psoriasis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa K, Stuart PE, Tsoi LC, Suzuki K, Nair RP, Mochizuki H, Elder JT, Okada Y.
  • 雑誌名: J Invest Dermatol 巻: 115 号: 6 ページ: 1397-1400
  • DOI: 10.1016/j.jid.2018.11.023
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] eLD: entropy-based linkage disequilibrium index between multiallelic sites. (2018)
  • 著者名/発表者名: Okada Y
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: 5 号: 1 ページ: 29-29
  • DOI: 10.1038/s41439-018-0030-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic analysis of quantitative traits in the Japanese population links cell types to complex human diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanai M, Akiyama M, Takahashi A, Matoba N, Momozawa Y, Ikeda M, Iwata N, Ikegawa S, Hirata M, Matsuda K, Kubo M, Okada Y, Kamatani Y
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 50 号: 3 ページ: 390-400
  • DOI: 10.1038/s41588-018-0047-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Statist ical genetics and its application to neuroimmunology (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa K, Okada Y
  • 雑誌名: Clin Exp Neurol 巻: 9 号: 1 ページ: 7-12
  • DOI: 10.1111/cen3.12445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variants at HLA-A, HLA-C, and HLA-DQB1 confer risk of psoriasis vulgaris in Japanese. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirata J, --- Saeki H, et al
  • 雑誌名: J Invest Dermatol 巻: 138 号: 3 ページ: 542-548
  • DOI: 10.1016/j.jid.2017.10.001
  • NAID: 120007134453
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide association study identifies 112 new loci for body mass index in the Japanese population (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyama M, Okada Y, Kanai M, Takahashi A, Momozawa Y, Ikeda M, Iwata N, Ikegawa S, Hirata M, Matsuda K, Iwasaki M, Yamaji T, Sawada N, Hachiya T, Tanno K, Shimizu A, Hozawa A, Minegishi N, Tsugane S, Yamamoto M, Kubo M and Kamatani Y
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 49 号: 10 ページ: 1458-1462
  • DOI: 10.1038/ng.3951
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Polygenic burdens on cell-specific pathways underlie the risk of rheumatoid arthritis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki Kazuyoshi、Kochi Yuta、Suzuki Akari、Tsuchida Yumi、Tsuchiya Haruka、Sumitomo Shuji、Yamaguchi Kensuke、Nagafuchi Yasuo、Nakachi Shinichiro、Kato Rika、Sakurai Keiichi、Shoda Hirofumi、Ikari Katsunori、Taniguchi Atsuo、Yamanaka Hisashi、Miya Fuyuki、Tsunoda Tatsuhiko、et al.、Yamamoto Kazuhiko
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 49 号: 7 ページ: 1120-1125
  • DOI: 10.1038/ng.3885
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Rheumatoid Arthritis Risk Variant CCR6DNP Regulates CCR6 via PARP-1. (2016)
  • 著者名/発表者名: Li G, Cunin P, Wu D, Diogo D, Yang Y, Okada Y, Plenge RM, Nigrovic PA
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 12 号: 9 ページ: e1006292-e1006292
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006292
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Trans-ethnic Fine Mapping Highlights Kidney-Function Genes Linked to Salt Sensitivity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mahajan A, Rodan AR, Le TH, Gaulton KJ, Haessler J, ..., Okada Y, Laurie CC, Morris AP, Franceschini N
  • 雑誌名: Am J Hum Gen 巻: 99 号: 3 ページ: 636-646
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2016.07.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association of variations in HLA class II and other loci with susceptibility to EGFR-mutated lung adenocarcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi K, Okada Y 他44名 Inazawa J 38番目
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 12451-12451
  • DOI: 10.1038/ncomms12451
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Contribution of a Non-classical HLA Gene, HLA-DOA, to the Risk of Rheumatoid Arthritis (2016)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Suzuki A, Ikari K, Terao C, Kochi Y, Ohmura K, Higasa K, Akiyama M, Ashikawa K, Kanai M, Hirata J, Suita N, Teo YY, Xu H, Bae SC, Takahashi A, Momozawa Y, Matsuda K, Momohara S, Taniguchi A, Yamada R, Mimori T, Kubo M, Brown MA, Raychaudhuri S, Matsuda F, Yamanaka H, Kamatani Y, Yamamoto K
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 99 号: 2 ページ: 366-374
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2016.06.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genetic risk of extranodal natural killer T-cell lymphoma: a genome-wide association study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Li Z, Xia Y, Feng LN, Chen JR, Li HM, Cui J, Cai QQ, Sim KS, ..., Okada Y, Raychaudhuri S, Lim ST, Tan W, Peng RJ, Khor CC, Bei JX
  • 雑誌名: Lancet Oncol 巻: 17 号: 9 ページ: 1240-1247
  • DOI: 10.1016/s1470-2045(16)30148-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Empirical estimation of genome-wide significance thresholds based on the 1000 Genomes Project data set (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanai M, Tanaka T, Okada Y
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 61 号: 10 ページ: 861-866
  • DOI: 10.1038/jhg.2016.72
  • NAID: 40020966136
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Systematic analysis of mutation distribution in three dimensional protein structures identifies cancer driver genes (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto A, Okada Y, Boroevich KA, Tsunoda T, Taniguchi H, Nakagawa H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 26483-26483
  • DOI: 10.1038/srep26483
  • NAID: 120005774574
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Significant impact of miRNA-target gene networks on genetics of human complex traits. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Muramatsu T, Suita N, Kanai M, Kawakami E et al.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 22223-22223
  • DOI: 10.1038/srep22223
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome-wide association studies in the Japanese population identify seven novel loci for type 2 diabetes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Imamura M, ・・Yamauchi T,・・ Shojima N, ・・Kadowaki T
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 10531-10531
  • DOI: 10.1038/ncomms10531
  • NAID: 120006889946
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-density genotyping of immune-related loci identifies new SLE risk variants in individuals with Asian ancestry (2016)
  • 著者名/発表者名: 76.Imamura M, Takahashi A, Yamauchi T, Hara K, Yasuda K, ... Okada Y et al.
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 48 号: 3 ページ: 323-330
  • DOI: 10.1038/ng.3496
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ethnically shared and heterogeneous impacts of molecular pathways suggested by the genome-wide meta-analysis of rheumatoid arthritis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Raj T, Yamamoto K.
  • 雑誌名: Rheumatology 巻: 22 号: 1 ページ: 186-189
  • DOI: 10.1093/rheumatology/kev314
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-citrullinated peptide/protein antibody (ACPA)-negative RA shares a large proportion of susceptibility loci with ACPA-positive RA: a meta-analysis of genome-wide association study in a Japanese population. (2015)
  • 著者名/発表者名: Terao C, Ohmura K, Kochi Y, Ikari K, Okada Y, Shimizu M, , Kubo M, Yamada R, Taniguchi A, Yamanaka H, Momohara S, Yamamoto K, Mimori T, Matsuda F.
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther 巻: 17 号: 1 ページ: 104-104
  • DOI: 10.1186/s13075-015-0623-4
  • NAID: 120005749954
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Partitioning heritability by functional annotation using genome-wide association summary statistics (2015)
  • 著者名/発表者名: Finucane HK, Bulik-Sullivan B, Gusev A, Trynka G, Reshef Y, ... Okada Y et al.
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 47 号: 11 ページ: 1228-1235
  • DOI: 10.1038/ng.3404
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Widespread non-additive and interaction effects within HLA loci modulate the risk of autoimmune diseases. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lenz TL, Deutsch AJ, Han B, Hu X, Okada Y et al.
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 47 号: 9 ページ: 1085-1090
  • DOI: 10.1038/ng.3379
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Directional dominance on stature and cognition in diverse human populations (2015)
  • 著者名/発表者名: Joshi PK, Esko T, Mattsson H, Eklund N, Gandin I, ... Okada Y et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 523 号: 7561 ページ: 459-462
  • DOI: 10.1038/nature14618
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Identification of the risk HLA variants of Graves' disease by applying the HLA imputation method to large scale Japanese genome-wide association study data (2015)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Momozawa Y, Ashikawa K, Kanai M, Matsuda K et al.
  • 学会等名: 17th Asia Pacific League of Associations for Rheumatology Congress
  • 発表場所: Chennai, India
  • 年月日: 2015-09-05
  • 国際学会
• [図書] ゼロから実践する 遺伝統計学セミナー (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡田 随象
  • 総ページ数: 247
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758120920