肺高血圧症における新規疾患関連遺伝子検索と治療反応性の検討

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08183
• 研究機関: 国際医療福祉大学
• 研究代表者: 田村 雄一 国際医療福祉大学, 医学部, 准教授 (00468498)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 肺高血圧症 / 疾患関連遺伝子

研究実績の概要

本研究は原因不明の難病疾患である肺高血圧症、特に肺動脈性肺高血圧（PAH）の発症にかかわる新規原因遺伝子を特定し根治療法に結び付けることを目的としたものである。PAHに関しては複数の遺伝子異常が同定されているが、申請者はすでに新規疾患関連遺伝子PDE1AをGWASシステムを用いて同定しており、本研究では申請者が代表研究者を務め、PAH患者レジストリを展開している厚生労働省科学研究費研究班（田村班Ⅱ）に参加する肺高血圧症診療施設が連携し、PDE1Aに関連した遺伝子変異と臨床的影響を網羅的に解析し、レジストリとゲノムデータと結びつけて難病におけるPhenotypeとGenotypeを比較検討することで肺高血圧症の病態解明および効果的な治療法に結び付ける。
本年度はシーケンサーを用いたPDE1A遺伝子および上流領域の解析を行った。GWAS解析で発見された疾患関連候補遺伝子PDE1Aの遺伝子領域およびそのプロモーター領域に対して遺伝子変異検索をおこなう。肺動脈性肺高血圧症患者において本遺伝子の発現はupregulationしていることが示唆されているため、特にプロモーター変異の領域に関する評価を重点的に行った。具体的な方法として、Exon領域に対してはサンガー法を用いて検索を行う。20検体の特発性肺動脈性肺高血圧症患者に対してExon領域の検索を行ったが、コモンSNPを除いて機能変異を示唆するSNPは同定されなかった。
次にプロモーター領域の解析に関しては、網羅的に解析を行うため、ロングリードをカスタマイズして行うことができる新世代シーケンサーであるNanoporeテクノロジーを用いた解析手法を確立した。ロングリードのターゲットシーケンスが可能なプライマー配列を特定し、DNAの転写開始点の上流の3kbpの配列の検索を行うことができるNanoporeテクノロジー上での条件設定を行った。その結果、100リードを超える十分なリードデプスが確保できるシーケンシング条件を確立することができた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

我々の先行報告ではPDE1A遺伝子は肺動脈性肺高血圧症患者において機能亢進していることが示唆されていたため、Exon領域に機能変異をきたす変異個所が同定される可能性は低いと考えられていた。当初の計画通り変異がないことを確認できた。
次にプロモーター領域を含む上流の遺伝子解析に関しては、サンガー法を用いずに安価にロングリード解析が可能となるNanoporeテクノロジーを用いた解析手法を確立することができた。それにより、数千bpの長い領域を繰り返しサンガー法で解析することなく、一気に解析できる系を確立できており、来年度以降の検証が予定よりも順調に進行することも期待できる。

今後の研究の推進方策

プロモーター領域における変異の検索：Nanoporeテクノロジーを用いて検索した上流領域の配列比較を他の哺乳類と行う。相同性をプロットし、相同性のあるところにコンピューター上でmotif検索を行うことで、DNAの直上流以外にも発現変化に寄与する可能性がある候補配列の同定を行う。続いて候補の領域に対してサンガー法によるシーケンスを行うことで、頻度の多い変異を同定することができる。
次に特定したプロモーター領域のレポーターアッセイを予定する。同定したプロモーター領域の変異に関して、ルシフェラーゼを用いたレポーターアッセイを行う。変異プロモーターを再現したルシフェラーゼ遺伝子のDNAを作成し、コントロールを比較して発現量の上昇が認められるかどうかを確認することで、同定されたプロモーター領域が発現亢進に寄与しているかどうかの検討を行う。
さらに患者レジストリを用いたphenotype-genotypeの検証を行う。PDE1Aの変異はPAHにおける新規疾患関連遺伝子であることが期待されると同時に、ホスホジエステラーゼ自体が肺高血圧症の病気の進展に深くかかわっていることから、本遺伝子変異と治療反応性や予後が関与している可能性が期待される。そこで、遺伝子解析を行った症例を対象として、患者レジストリを用いた治療反応性の評価や予後との関連を調べることで、PDE1Aの変異と活動性との関連を検索する。

次年度使用額が生じた理由

当初の見積もりと研究物品購入の際の実際の請求額の間に多少の誤差が生じたものであり、研究計画および進捗状況に影響を与えるものではない。

研究成果

• [雑誌論文] Risk stratification and medical therapy of pulmonary arterial hypertension (2019)
  • 著者名/発表者名: Galie N, Channick RN, Frantz RP, Grunig E, Jing ZC, Moiseeva O, Preston IR, Pulido T, Safdar Z, Tamura Y, McLaughlin VV
  • 雑誌名: Eur Respir J 巻: 53(1) ページ: pii: 1801889
  • DOI: 10.1183/13993003.01889-2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Balloon pulmonary angioplasty for chronic thromboembolic pulmonary hypertension: A systematic review (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanabe Nobuhiro, Kawakami Takashi, Satoh Toru, Matsubara Hiromi, Nakanishi Norifumi, Ogino Hitoshi, Tamura Yuichi, Tsujino Ichizo, Ogawa Aiko, Sakao Seiichiro, Nishizaki Mari, Ishida Keiichi, Ichimura Yasunori, Yoshida Masahiro, Tatsumi Koichiro
  • 雑誌名: Respiratory Investigation 巻: 56(4) ページ: 332～341
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2018.03.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ectopic upregulation of membrane-bound IL6R drives vascular remodeling in pulmonary arterial hypertension (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Yuichi, Phan Carole, Tu Ly, Le Hiress Morane, Thuillet Raphael, Jutant Etienne-Marie, Fadel Elie, Savale Laurent, Huertas Alice, Humbert Marc, Guignabert Christophe
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 128(5) ページ: 1956～1970
  • DOI: 10.1172/JCI96462
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The Insights from Japan PH Registry: Risk Assessments and Perspectives. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura Y
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 診療科連携病病連携から肺高血圧の診断治療を基礎からもう一度考える (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第28回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] ハートシンポジウムにおける「心不全・肺高血圧症の遠隔モニタリング」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第22回日本心不全学会学術集会
• [学会発表] Uric acid contributes to the progression of pulmonary hypertension in rodents and humans (2018)
  • 著者名/発表者名: Laurent Savale, Satoshi Akagi, Ly Tu, Raphael Thuillet, Jennifer Bordenave, Thimote Quatremare, Amelie Cumont, Carole Phan, Alice Hueretas, Marc Humbert, Yuichi Tamura, Christope Guignabert.
  • 学会等名: ERS International Congress 2018
  • 国際学会
• [学会発表] PGI2系薬剤：注射製剤のタイトレーションのコツ (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第66回日本心臓病学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 左室駆出率が低下していない心不全症例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第66回日本心臓病学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] PAH Treatment in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Y
  • 学会等名: 8th International Critical Care Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 2015 ESC/ERS Guidelinesからみた最新の肺高血圧症診療 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第54回日本小児循環器学会
  • 招待講演
• [学会発表] 遠隔医療と他領域連携で挑む循環器診療の最前線 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第54回日本小児循環器学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 膠原病（CTD)に伴う軽症肺動脈性肺高血圧症に対する介入試験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安岡秀剛、白井悠一郎、田村雄一、川口鎮司、天野宏一、岡田正人、桑名正隆
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
• [学会発表] 周術期に非経口PGI2製剤製剤を導入しAVRを施行し得たHPAHの一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川明日香、田村雄一、山田健太、谷口浩久、岩堀浩也、大橋成孝、岡部輝雄、河村朗夫
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
• [学会発表] 早期非経口PGI2介入による血行動態改善の重要性を示すIPAHの一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川明日香、田村雄一、山田健太、谷口浩久、岩堀浩也、大橋成孝、岡部輝雄、河村朗夫
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
• [学会発表] ポスト・Nice2018におけるPDE5阻害薬の位置づけ (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Overview ～0からキャッチアップするPH基礎研究～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 青黛投与に伴う肺動脈性肺高血圧症の特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] PAHにおける心肝連関と新規予後因子となる肝線維化マーカーLFIの検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川明日香、田村雄一、山田健太、谷口浩久、岩堀浩也、大橋成孝、岡部輝雄、河村朗夫
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
• [学会発表] 新しいリスク分類に基づいた治療アルゴリズムの変更について～Say Good-bye to WHO-FC～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村雄一
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 神経線維腫症2型（NF2)に合併した肺高血圧症の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷口浩久、田村雄一、古川明日香、山田健太、岩堀浩也、大橋成孝、古川佳子、岡部輝雄、河村朗夫
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
• [学会発表] The perspective of the PH registry in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Japan-Korea Joint Symposium, Tamura Y
  • 学会等名: 第3回日本肺高血圧症・肺循環学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Current Perspective treatment of CTD associated PH in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Y
  • 学会等名: Asian Pacific Society of Cardiology Congress 2018
  • 国際学会 / 招待講演