GWAS要約統計量に基づく高予測能疾患発症リスク予測システム

• 研究課題/領域番号: 21K10439
• 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58030:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含まない
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 成田 暁 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (50459468)
• 研究分担者: 田宮 元 国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, チームリーダー (10317745)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
• キーワード: ゲノムワイド関連解析 / ポリジェニックリスクスコア

研究開始時の研究の概要

GWAS（genome-wide association study; 全ゲノム関連解析）などのアプローチによって、これまで疾患を含む様々な形質と関連するSNP（single nucleotide polymorphism; 一塩基多型）などのDNA多型が数多く同定されてきた。
それに伴い、それらの多型情報から算出されるPRS（polygenic risk score; ポリジェニックリスクスコア）が、個人ごとの疾患発症リスクの新たな指標として提唱されている。
本研究は、GWAS要約統計量をもとに、PRSに基づく疾患発症リスク予測システムの基盤を確立することを目的とする。

研究成果の概要

本研究は、ゲノムワイド関連解析（GWAS）を実施し、その結果に基づいて、疾患発症リスク予測システムの基盤を確立することを目的としている。
GWASとは、ゲノムの型の差異が、疾患のリスクなど健康上の様々な特性（形質）に違いをもたらすかを、統計学的に探索するアプローチである。本研究では、東北メディカル・メガバンク計画（TMM）地域住民コホートのゲノムコホートデータを用いて、および他の研究機関との共同研究として、様々な形質についてGWASを実施し、その結果（要約統計量）を用いて構築されたリスクスコアに基づいて、疾患発症リスクをどの程度正確に予測できるかの検証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じて、国内外のゲノムコホート/バイオバンクで実施されたGWASの結果を幅広く収集し、より大規模、より多様な民族集団のデータを統合することが、疾患原因遺伝子多型の探索や疾患リスク予測の精度向上に重要であることが示された。
さらに、多様な民族集団を対象としたゲノム医学研究は、医療アクセスに関する、民族集団間の不平等な状況を是正し、次世代医療システムの恩恵を広くもたらすと考えられ、本研究はその先進的な取組みの一つと位置付けられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [国際共同研究] Eurac Research(イタリア)
• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [国際共同研究] Helmholtz Zentrum Munchen(ドイツ)
• [雑誌論文] A multi-layer functional genomic analysis to understand noncoding genetic variation in lipids (2022)
  • 著者名/発表者名: Ramdas Shweta、Judd Jonathan、Graham Sarah E.、Kanoni Stavroula、Wang Yuxuan、...、Narita Akira、...、Tamiya Gen、...、Brown Christopher D.
  • 雑誌名: The American Journal of Human Genetics 巻: 109 号: 8 ページ: 1366
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2022.06.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genome-wide association study of the risk of chronic kidney disease and kidney-related traits in the Japanese population: J-Kidney-Biobank (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Yuka、Hirakawa Yosuke、Nagasu Hajime、Narita Akira、Katayama Akihiro、Wada Jun、Shimizu Miho、Wada Takashi、Kitamura Hiromasa、Nakano Toshiaki、Yokoi Hideki、Yanagita Motoko、Goto Shin、Narita Ichiei、Koshiba Seizo、Tamiya Gen、Nangaku Masaomi、Yamamoto Masayuki、Kashihara Naoki
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 68 号: 2 ページ: 55-64
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01094-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Implicating genes, pleiotropy, and sexual dimorphism at blood lipid loci through multi-ancestry meta-analysis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanoni Stavroula、Graham Sarah E.、Wang Yuxuan、Surakka Ida、Ramdas Shweta、...、Narita Akira、...、Tamiya Gen、...、Peloso Gina M.
  • 雑誌名: Genome Biology 巻: 23 号: 1 ページ: 268-268
  • DOI: 10.1186/s13059-022-02837-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A cross-population atlas of genetic associations for 220 human phenotypes (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakaue S, Kanai M, Tanigawa Y, Karjalainen J, Kurki M, Koshiba S, Narita A, Konuma T, Yamamoto K, Akiyama M, Ishigaki K, Suzuki A, Suzuki K, Obara W, Yamaji K, Takahashi K, Asai S, Takahashi Y, Suzuki T, Shinozaki N, Yamaguchi H, Minami S, Murayama S, Yoshimori K, Nagayama S, Obata D, Higashiyama M, Masumoto A, et al.
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 53 号: 10 ページ: 1415-1424
  • DOI: 10.1038/s41588-021-00931-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The power of genetic diversity in genome-wide association studies of lipids (2021)
  • 著者名/発表者名: Graham SE, et al. (Tamiya G; 513th in 530 authors)
  • 雑誌名: Nature 巻: 600 号: 7890 ページ: 675-679
  • DOI: 10.1038/s41586-021-04064-3
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 大規模ゲノムデータを用いた疾患リスク予測におけるSTMGPの有効性の検証 (2023)
  • 著者名/発表者名: 田端佑介, 成田 暁, 三宅顕光, 船山貴光, 田宮 元
  • 学会等名: 第5回日本メディカルAI学会学術集会