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2022 年度 実施状況報告書

フェノムワイド関連解析及び日本人特異的変異による過眠症の分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K07534
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

児玉 亨  公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 研究員 (20195746)

研究分担者 宮川 卓  公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 副参事研究員 (20512263)
嶋多 美穂子  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, 研究所, ゲノム医科学プロジェクト 特任研究員 (50792727)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード睡眠 / 眠気 / 特発性過眠症 / オレキシン / ナルコレプシー / バイオバンク / 関連解析
研究実績の概要

特発性過眠症のエクソーム解析及びゲノムワイド関連解析を実施し、特発性過眠症の関連変異としてオレキシン前駆体遺伝子のクリベージサイトに位置するアミノ酸置換を伴う変異(p.Lys68Arg)を同定した。患者群におけるオレキシン前駆体遺伝子の本変異のマイナーアリル頻度(MAF)は1.67%であるのに対し、健常者群での本変異のMAFは0.32%であり、オッズ比5.36、P値2.7×10-8と有意な関連を示した。この変異の機能的な影響を検討するため、変異体と野生型のオレキシン前駆体ペプチドを用いて、切断酵素のPC1/3及びPC2による切断活性を評価した。その結果、変異体はほとんど切断されないことを確認した。切断されなかったオレキシン前駆体の受容体結合活性をin vitroで検討した結果、薬理学的活性が低いことも確かめた。
そこで、東北メディカルメガバンク機構より分譲を受けた変異情報(3.5KJPNv2及びSNPアレイ)及び調査票(生活)情報の睡眠情報等を用いた解析により、本変異の特発性過眠症リスクアリルを有する健常者の睡眠表現型に、特徴が存在するか調査した。具体的には全ゲノムリファレンスパネル(シークエンス)の3.5KJPNv2より得られた遺伝子型情報(対象症例数:1,519例)及びSNPアレイより得られた遺伝子型情報(対象症例数:14,348例)を用いて、本変異(p.Lys68Arg)と調査票(生活)情報の睡眠情報等に関連性が認められるか統計解析を実施した。結果として3.5KJPNv2及びSNPアレイの両方のセットにおいて、本変異と有意な相関を示す睡眠表現型は確認されなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

東北メディカルメガバンク機構より分譲されたデータを活用し、特発性過眠症と関連したオレキシン前駆体遺伝子の変異(p.Lys68Arg)が、一般集団の被験者の睡眠表現型と関連するかを検討した。前述したように本変異との有意な相関は確認されなかった。しかし3.5KJPNv2における本変異のMAFは0.3%、 SNPアレイにおける本変異のMAFは0.04%と大きな頻度差が観察された。解析データの中で、3.5KJPNv2とSNPアレイの両方で本変異がタイピングされている症例がいるが、3.5KJPNv2とSNPアレイでタイピングの結果が不一致な症例が存在することを確認した。SNPアレイでは、本変異は直接タイピングされておらず、Imputationでの推定遺伝子型となる。これらのことから、本変異のImputationが正確でない可能性が考えられ、SNPアレイの本変異の解析結果は採用できないと判断した。また3.5KJPNv2の結果は、シークエンスされたものであることから、タイピング結果の信頼性が高いと考えられる。しかし、本変異はレアな変異であり、今回の統計解析を実施するための統計学上の十分なサンプルサイズを有していないと判断した。本変異の一般集団における評価ができなかったことから、研究はやや遅れていると考える。

今後の研究の推進方策

特発性過眠症と有意な関連を示したオレキシン前駆体遺伝子の変異(p.Lys68Arg)は、一般集団においても確認される変異である。そのため、本変異が健常者の睡眠表現型に影響を与えているか評価する必要がある。研究代表者及び研究分担者の所属プロジェクトにおいても、健常者より客観的及び主観的睡眠データとDNAを取得していることから、今後これらを用いて評価することを考えている。その他の手段として、Imputation の本変異の遺伝子型の推定に問題があることを鑑みて、東北メディカルメガバンク機構よりDNAの分譲を受け、直接本変異の遺伝子型のタイピングをTaqman法等にて実施することも考えている。
また現時点で、オレキシン前駆体遺伝子及びオレキシン受容体遺伝子の変異スクリーニングは、前述の特発性過眠症及びナルコレプシータイプ1に関しては実施済みである。しかし、代表的な中枢性過眠症の一つであるナルコレプシータイプ2に関して、この変異スクリーニングは実施していないため、今後行う必要があると考えられる。そしてナルコレプシータイプ2と関連する変異が同定された場合も、東北メディカルメガバンク機構より分譲されたデータを活用し、健常者の睡眠表現型との関連を評価する。

次年度使用額が生じた理由

次世代シークエンサーの外注費用に関し、まとめて外注することで想定よりも廉価で済んだことから、残金が生じた。また新型コロナ感染症によって、学会のオンライン参加が増え、出張経費に残金が生じた。これら残額については、次年度にサンプル数を拡大して次世代シークエンサー解析を実施するための、外注費用として使用する計画である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Stanford University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stanford University
  • [雑誌論文] A rare genetic variant in the cleavage site of prepro-orexin is associated with idiopathic hypersomnia2022

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa Taku et al
    • 雑誌名

      npj Genomic Medicine

      巻: 7 ページ: 29

    • DOI

      10.1038/s41525-022-00298-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] オレキシン前駆体遺伝子の稀な変異と特発性過眠症との関連2022

    • 著者名/発表者名
      宮川 卓 他
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第67回大会
  • [学会発表] 特発性過眠症感受性遺伝子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      宮川 卓
    • 学会等名
      日本睡眠学会第47回定期学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] A rare genetic variant in the cleavage site of prepro-orexin is associated with idiopathic hypersomnia2022

    • 著者名/発表者名
      宮川 卓 他
    • 学会等名
      アメリカ人類遺伝学会(ASHG)2022
    • 国際学会
  • [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所 睡眠プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/sleep/

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公開日: 2023-12-25  

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