次世代シーケンス技術を駆使した日本人特有の新規１型糖尿病遺伝子の同定と機能解析

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08567
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 能宗 伸輔 近畿大学, 医学部, 准教授 (90460849)
• 研究分担者: 池上 博司 近畿大学, 医学部, 教授 (20221062) ; 馬場谷 成 近畿大学, 医学部, 講師 (10449837) ; 廣峰 義久 近畿大学, 医学部, 講師 (30460851)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: １型糖尿病 / 遺伝子解析 / 次世代シーケンス / 濃厚発症家系

研究実績の概要

１型糖尿病は多因子疾患であり、一般的には複数の効果量の小さい疾患感受性遺伝子が集積した個体に環境因子が働き発症に至るCommon diseeaseにされる。しかし本邦における１型糖尿病は欧米に比し有病率が低く、また家族内集積率は高い傾向がある。本研究は有病率が高い欧米と本邦における疫学的特徴の差異に着目し、Common diseaseの発症に関わる高頻度、かつ効果量の小さい疾患感受性遺伝子とは別に、頻度は低いが効果量の大きい新規Rare varinatを見いだすことにより、我が国特有の体質を分子レベルで解明することを目的としている。Common variantの同定には大規模サンプルを集積して全ゲノム関連解析が適していると考えられるが本邦における有病率の低さが１型糖尿病症例の大規模サンプルの集積の障害となり、統計的パワーの不足から効果量の低いcommon variantの同定を困難なものとしていた。一家系に複数の１型糖尿病発症者を有する家系の集積についても母集団が限られているため決して容易ではないが、大きな効果量と浸透率をもつrare variantを同定できる可能性がある。我々はこれまで着実に濃厚発症家系の集積を進め、現在15家系54名（罹患者35名、非罹患者19名）について、既に全エクソームシーケンス作業を完了している。初年度に独立基盤形成支援にともなう交付決定後増額を得たことにより各家系の発端者に対してさらに全ゲノムシーケンス（WGS）を実施することができ、全エクソームシーケンス（WES）だけでは検出し得ない、染色体上の大きな構造変異の探索やミスアライメントの検証など変異解析の精度を飛躍的に向上させることができた。
現在、次世代シーケンス解析によって同定された遺伝子変異が偽陽性である可能性を除外するため、サンガー法を用いたDirect sequencing、またはTaqman法を用いて遺伝子型を決定する作業をおこなっている。

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

研究開始後も着実に家系集積が進んでいること、また初年度において独立基盤形成支援による交付決定後増額により全エクソームシーケンスに加え、発端者における全ゲノムシーケンス作業も完了し、構造変異に関する解析も順調に進んでいるため

今後の研究の推進方策

得られた変異ファイルから偽陽性を除去し、真の変異を確認する目的で、サンガー法によるDirect sequencingおよびTaqman法を用いた遺伝子タイピングを施行し、真の遺伝子変異を探索する。また見いだした候補変異についてこれまで集積している弧発例１型糖尿病においても遺伝型解析をおこない、関連解析をおこなうことで、家族性１型糖尿病のみならず弧発例においても発症に関わるかどうかの検証をおこなう。

研究成果

• [雑誌論文] Metabolic signatures of β-cell destruction in type 1 diabetes (2023)
  • 著者名/発表者名: Noso S, Babaya N, Hiromine Y, Taketomo Y, Niwano F, Yoshida S, Ikegami H.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 ページ: 48-57
  • DOI: 10.1111/jdi.13926.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel loci for hyperglycemia identified by QTL mapping of longitudinal phenotypes and congenic analysis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Babaya N, Itoi-Babaya M, Ueda H, Kobayashi M, Noso S, Hiromine Y, Ishikawa A, Fujisawa T, Ikegami H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 13 ページ: 1315
  • DOI: 10.1038/s41598-023-28189-9.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Which comes first in type 1 diabetes: Autoimmunity or dysglycemia? (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikegami H
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 ページ: －
  • DOI: 10.1111/jdi.13984
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bivalent GAD autoantibody ELISA improves clinical utility and risk prediction for adult autoimmune diabetes (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki E, Shimada A, Imagawa A, Abiru N, Awata T, Oikawa Y, Osawa H, Kawabata Y, Kozawa J, Kobayashi T, Takahashi K, Chujo D, Fukui T, Miura J, Yasuda K, Yasuda H, Kajio H, Hanafusa T, Ikegami H; Committee of type 1 diabetes, Japan Diabetes Society.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 ページ: 570-581
  • DOI: 10.1111/jdi.13980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparing the clinical significance and antigen specificity of insulinoma-associated antigen-2 autoantibodies between radioimmunoassay and enzyme-linked immunosorbent assay in Japanese patients with type 1 diabetes (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki E, Shimada A, Imagawa A, Abiru N, Awata T, Oikawa Y, Osawa H, Kawabata Y, Kozawa J, Kobayashi T, Takahashi K, Chujo D, Fukui T, Miura J, Yasuda K, Yasuda H, Kajio H, Hanafusa T, Ikegami H; Committee of type 1 diabetes, Japan Diabetes Society.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 ページ: 58-66
  • DOI: 10.1111/jdi.13910.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glycemic Excursion and Insulin Action Revealed in a Rare Case of Type 1 Diabetes Complicated with Short Bowel Syndrome. (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiromine Y, Noso S, Babaya N, Taketomo Y, Niwano F, Okuda Y, Yasutake S, Minohara T, Tsuda N, Hama Y, Ikegami H.
  • 雑誌名: Intern Med. 巻: 62 ページ: 1023-1029
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.0287-22.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-Year Observation of Glucose Metabolism After Pancreaticoduodenectomy: A Single-Center Prospective Study in Japan. (2022)
  • 著者名/発表者名: Niwano F, Babaya N, Hiromine Y, Matsumoto I, Kamei K, Taketomo Y, Yoshida S, Takeyama Y, Noso S, Ikegami H.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab. 巻: 107 ページ: 3362-3369
  • DOI: 10.1210/clinem/dgac529.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Poor glycemic control rather than types of diabetes is a risk factor for sarcopenia in diabetes mellitus: The MUSCLES-DM study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiromine Y, Noso S, Rakugi H, Sugimoto K, Takata Y, Katsuya T, Fukuda M, Akasaka H, Osawa H, Tabara Y, Ikegami H.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 13 ページ: 1881-1888
  • DOI: 10.1111/jdi.13882.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Insulin-dependent diabetes mellitus in older adults: Current status and future prospects. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikegami H, Hiromine Y, Noso S.
  • 雑誌名: Geriatr Gerontol Int. 巻: 22 ページ: 549-553
  • DOI: 10.1111/ggi.14414.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 1型糖尿病の成因と病態 (2023)
  • 著者名/発表者名: 池上博司
  • 学会等名: 第57回糖尿病学の進歩
  • 招待講演
• [学会発表] NODマウス：マウスからヒトへ、1型から2型へ (2023)
  • 著者名/発表者名: 池上博司
  • 学会等名: 第36回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] １型糖尿病の遺伝素因：common variantとrare variant (2022)
  • 著者名/発表者名: 池上博司、川畑由美子、能宗伸輔
  • 学会等名: 第56回糖尿病学の進歩
  • 招待講演
• [学会発表] １型糖尿病の発症時のビタミンD濃度 -日本人１型糖尿病の包括的データベースの構築と臨床研究への展開(TIDE-J)より- (2022)
  • 著者名/発表者名: 長江亮太、橘恵、今川彰久、寺前純吾、金綱規夫、小谷紀子、高橋信行、寺川瞳、阿比留教生、粟田卓也、池上博司、能宗伸輔 他
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] １型糖尿病の発症・進展に関与する遺伝素因とバイオマーカー (2022)
  • 著者名/発表者名: 池上博司、能宗伸輔
  • 学会等名: 第21回日本先進糖尿病治療・１型糖尿病研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Diabetes, obesity and liver disease: from mechanisms to therapies: Genetics of type 1 diabetes (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikegami H
  • 学会等名: KNUH-DDES International Symposium on Metabolic Disorders
  • 国際学会 / 招待講演