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表現型クラスター化と超高次元変数選択法による自閉症スペクトラム障害の原因解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H05242
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 疫学・予防医学
研究機関東北大学

研究代表者

栗山 進一  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (90361071)

研究分担者 田宮 元  東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (10317745)
呉 繁夫  東北大学, 医学系研究科, 教授 (10205221)
瀬戸 俊之  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (60423878)
吉川 貴仁  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10381998)
研究協力者 山中 千鶴  
松原 博子  
永井 雅人  
小原 拓  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード自閉スペクトラム症 / 遺伝子 / クラスタ― / ビタミンB6 / ゲノムワイド関連解析 / 脳神経疾患 / クラスタリング / 次元削減 / クラスター / 遺伝学 / ゲノム
研究成果の概要

ビタミンB6反応性を予測する因子を検討した。統計学的検定及び機械学習アルゴリズムを適用したところ、音への過敏と不器用さを同時に有し、血中グルタミン濃度が低値であることがビタミンB6反応性を示唆することを見出した。さらに、Simons Simplex Collectionの登録者のデータを用いて、Genome Wide Association Studyを行ったところ、全症例 vs 対照では有意な遺伝子座は観察されなかった。一方、機械学習によって表現型をクラスター毎に分けたのちに行った解析では、有意なSNPが複数観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ビタミンB6反応性を予測する因子に関する研究は、われわれの知る限り、特定の治療法に反応する自閉スペクトラム症のサブグループの同定を試みた世界初のものであり、本研究結果は自閉スペクトラム症を治療反応性によって個別化する精密医療の先駆けとなるものである。
表現型によってクラスターに分けたのちにGenome Wide Association Studyを行う研究では、自閉スペクトラム症のように多様な特徴を示す疾患症例群をクラスタリングによって分割し、よりホモな集団に近づけることで特徴に応じた危険因子を同定できる可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Potential identification of vitamin B6 responsiveness in autism spectrum disorder utilizing phenotype variables and machine learning methods2018

    • 著者名/発表者名
      Obara Taku、Ishikuro Mami、Kuriyama Shinichi、et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 14840-14840

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33110-w

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detecting genetic association through shortest paths in a bidirected graph2017

    • 著者名/発表者名
      Ueki M, Kawasaki Y, Tamiya G
    • 雑誌名

      Genetic Epidemiology

      巻: 未定 号: 6 ページ: 481-497

    • DOI

      10.1002/gepi.22051

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 機械学習を用いたクラスタリングによる自閉スペクトラム症の原因遺伝子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      永井雅人、成田暁、水野聖士、荻島創一、田宮元、植木優夫、櫻井利恵子、牧野悟士、小原拓、石黒真美、山中千鶴、松原博子、村上慶子、小林朋子、小林美佳、寳澤篤、菊谷昌浩、目時弘仁、呉繁夫、栗山進一
    • 学会等名
      第29回日本疫学会学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 自閉スペクトラム症患者のフェノタイプを用いたクラスタリングに基づく全ゲノム関連解析2018

    • 著者名/発表者名
      水野聖士、永井雅人、成田暁、山中千鶴、松原博子、田宮元、寳澤篤、荻島創一、栗山進一
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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