マルトリートメント児の脳画像エピゲノムワイド解析によるバイオマーカーの同定

• 研究課題/領域番号: 20K02700
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分09030:子ども学および保育学関連
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 西谷 正太 福井大学, 子どものこころの発達研究センター, 特命講師 (50448495)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 虐待 / マルトリートメント / エピゲノム / MRI / 子ども / DNAメチル化 / 脳 / 遺伝子 / トラウマ / エピジェネティクス / ゲノムワイド解析

研究開始時の研究の概要

マルトリートメントの早期介入・治療が望まれていながらも、Mal児当事者を対象とした研究は、未成年である当事者の親権者からの研究同意が得られない等、研究実施が極めて困難なことから、治療の根幹をなす標的分子機序も定まっていない。近年、マルトリートメントがDNAメチル化のエピジェネティックな変化を刻み、それが生涯に渡る脳の脆弱性に関連することを示唆する研究が行われてきた。しかし、かつてマルトリートメントを受けた成人研究が主で、Mal児当事者を対象としたものはごく僅かである。そこで、本研究では、エピジェネティクス、脳MRI、両者を組み合わせた脳画像エピゲノムから、Mal児のバイオマーカー開発を行う。

研究成果の概要

既存データに加え、追加試料・情報を集約し、データクリーニングした結果、マルトリートメント児61名、定型発達児62名のデータセット(脳MRI、唾液メチル化マイクロアレイ) を構築した。エピゲノムワイド解析から、16箇所のゲノムワイド有意なDMPを同定したが、有意なDMRは検出されなかった。これに加え、遺伝子単位毎のゲノムワイド比較を行うGAMuT解析も行ったところ、DMPの中の1箇所を含む遺伝子が有意に関連するという結果を得た。脳MRIとの関連では、このメチル化が後頭葉の紡錘状回と負に相関することがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マルトリートメント児、及び同年代の定型発達児の脳MRI、唾液メチル化アレイデータの両者が揃った、世界有数かつ本邦一の規模となるデータセットが構築された。これは今後、多くの研究者らに活用される二次データとしての学術的な利用価値も高い。代表者の一次解析の結果では、マルトリートメントに関連した複数のメチル化部位が明らかにされた。それらメチル化部位や遺伝子と、幼少期のマルトリートメントとを、データ駆動型解析から結びつけた功績は、学術的に貢献度が高い。今後、マルトリートメントに曝された子どもの早期発見に資するバイオマーカーとなる視点についての検討も行うことで、社会的意義にも多大な貢献をする可能性が高い。

研究成果

• [国際共同研究] Stanford University(米国)
• [国際共同研究] Emory University(米国)
• [国際共同研究] Korea Brain Research Institute(韓国)
• [国際共同研究] University of Malaya(マレーシア)
• [国際共同研究] Emory University/University of Georgia/The University of Toledo(米国)
• [雑誌論文] Cross-tissue correlations of genome-wide DNA methylation in Japanese live human brain and blood, saliva, and buccal epithelial tissues. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishitani S, Isozaki M, Yao A, Higashino Y, Yamauchi T, Kidoguchi M, Kawajiri S, Tsunetoshi K, Neish H, Imoto H, Arishima H, Kodera T, Fujisawa TX, Nomura S, Kikuta K, Shinozaki G, Tomoda A.
  • 雑誌名: Transl Psychiatry 巻: 13 号: 1 ページ: 72-72
  • DOI: 10.1038/s41398-023-02370-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of intranasal oxytocin on neural reward processing in children and adolescents with reactive attachment disorder: A randomized controlled trial (2023)
  • 著者名/発表者名: Takiguchi Shinichiro、Makita Kai、Fujisawa Takashi X.、Nishitani Shota、Tomoda Akemi
  • 雑誌名: Frontiers in Child and Adolescent Psychiatry 巻: 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/frcha.2022.1056115
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association of Epigenetic Differences Screened in a Few Cases of Monozygotic Twins Discordant for Attention-Deficit Hyperactivity Disorder With Brain Structures (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa Takashi X.、Nishitani Shota、Makita Kai、Yao Akiko、Takiguchi Shinichiro、Hamamura Shoko、Shimada Koji、Okazawa Hidehiko、Matsuzaki Hideo、Tomoda Akemi
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 15 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fnins.2021.799761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The effects of epigenetic age and its acceleration on surface area, cortical thickness and volume in young adults. (2022)
  • 著者名/発表者名: Cheong Y, Nishitani S, Yu J, Habata K, Kamiya T, Shiotsu D, Omori IM, Okazawa H, Tomoda A, Kosaka H, Jung M.
  • 雑誌名: Cereb Corte 巻: in press 号: 24 ページ: 043-043
  • DOI: 10.1093/cercor/bhac043
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Epigenetic Clock Deceleration and Maternal Reproductive Efforts: Associations With Increasing Gray Matter Volume of the Precuneus. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishitani S, Kasaba R, Hiraoka D, Shimada K, Fujisawa TX, Okazawa H, Tomoda A.
  • 雑誌名: Front Genet. 巻: 12 ページ: 803584-803584
  • DOI: 10.3389/fgene.2022.803584
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A multi-modal MRI analysis of brain structure and function in relation to OXT methylation in maltreated children and adolescents (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishitani Shota、Fujisawa Takashi X.、Hiraoka Daiki、Makita Kai、Takiguchi Shinichiro、Hamamura Shoko、Yao Akiko、Shimada Koji、Smith Alicia K.、Tomoda Akemi
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 11 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s41398-021-01714-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of the COVID-19 Pandemic on Parenting Stress Across Asian Countries: A Cross-National Study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurata S, Hiraoka D, Ahmad Adlan AS, Jayanath S, Hamzah N, Ahmad-Fauzi A, Fujisawa TX, Nishitani S, Tomoda A.
  • 雑誌名: Front Psychol. 巻: 12 ページ: 782298-782298
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2021.782298
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Altered epigenetic clock in children exposed to maltreatment. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishitani S, Suzuki S, Ochiai K, Yao A, Fujioka T, Fujisawa TX, Tomoda A.
  • 雑誌名: Psychiatry Clin Neurosci. 巻: 75 号: 3 ページ: 110-112
  • DOI: 10.1111/pcn.13183
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic modification of the oxytocin gene is associated with gray matter volume and trait empathy in mothers (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiraoka D, Nishitani S, Shimada K, Kasaba R, Fujisawa TX, Tomoda A.
  • 雑誌名: Psychoneuroendocrinology. 巻: 123 ページ: 105026-105026
  • DOI: 10.1016/j.psyneuen.2020.105026
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic prediction of 17β-estradiol and relationship to trauma-related outcomes in women (2021)
  • 著者名/発表者名: Hack LM, Nishitani S, Knight AK, Kilaru V, Maddox SA, Seligowski AV, Jovanovic T, Ressler KJ, Smith AK, Michopoulos V
  • 雑誌名: Comprehensive Psychoneuroendocrinology 巻: 6 ページ: 100045-100045
  • DOI: 10.1016/j.cpnec.2021.100045
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mismatch negativity of preschool children at risk of developing mental health problems (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoi T, Fujisawa TX, Nishitani S, Tomoda A.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacol Rep. 巻: - 号: 2 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1002/npr2.12168
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic modification of the oxytocin receptor gene: implications for autism symptom severity and brain functional connectivity (2020)
  • 著者名/発表者名: Andari E, Nishitani S, Kaundinya G, Caceres GA, Morrier MJ, Ousley O, Smith AK, Cubells JF, Young LJ
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology 巻: 45(7) 号: 7 ページ: 1150-1158
  • DOI: 10.1038/s41386-020-0610-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pathways linking adverse environments to emerging adults' substance abuse and depressive symptoms: A prospective analysis of rural African American men (2020)
  • 著者名/発表者名: Kogan SM, Bae D, Cho J, Smith AK, Nishitani S
  • 雑誌名: Developmental Psychopathology 巻: なし 号: 4 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1017/s0954579420000632
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Methylation of OXT and OXTR genes, central oxytocin, and social behavior in female macaques (2020)
  • 著者名/発表者名: De Leon D, Nishitani S, Walum H, McCormack KM, Wilson ME, Smith AK, Young LJ, Sanchez MM
  • 雑誌名: Hormones and Behavior 巻: 126 ページ: 104856-104856
  • DOI: 10.1016/j.yhbeh.2020.104856
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 社会性とエピジェネティクス (2022)
  • 著者名/発表者名: 西谷正太
  • 学会等名: 日本社会心理学会第63回大会
• [学会発表] A cross-national study of the influences of COVID-19 pandemic on parenting stress across Asian countries (2021)
  • 著者名/発表者名: Shota Nishitani
  • 学会等名: The 2nd International Symposium for CRNACDD
  • 国際学会
• [学会発表] Epigenetic modulation of OXT and OXTR genes in humans (2021)
  • 著者名/発表者名: Shota Nishitani
  • 学会等名: The 33rd Meeting of the Japanese Society for Behavioral Neuroendocrinology
  • 招待講演
• [学会発表] Oxytocin and oxytocin receptor DNA methylation modulates social behaviors in humans (2020)
  • 著者名/発表者名: Shota Nishitani
  • 学会等名: The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] 被虐待児のOXTR遺伝子DNAメチル化の脳画像エピゲノム解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西谷正太, 友田明美
  • 学会等名: 第116回日本精神神経学会学術総会
• [学会発表] 社会環境による ヒトの社会性への影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西谷正太
  • 学会等名: 日本社会心理学会第61回大会
• [図書] Chapter 16 - Capturing the epigenome: Differences among blood, saliva, and brain samples, Epigenetics of Stress and Stress Disorders (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishitani Shota
  • 総ページ数: 420
  • 出版者: Elsevier (Academic Press)
  • ISBN: 9780128230398
• [備考] AMAZE-CpG
  • URL: https://snishit-amaze-cpg.web.app/
• [備考] meVBM
  • URL: https://snishit-mevbm.web.app/