超精密個別化ゲノム解析法の開発による遺伝性疾患の病因病態解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H03548
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 日笠 幸一郎 関西医科大学, 医学部, 教授 (10419583)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: ヒトゲノム構造多様性

研究実績の概要

本年度は、ロングリード（長鎖）シークエンサー（PacBio/Nanopore社）を用いて、高精度のヒトハプロイドゲノムを解読することを目的とし、全胞状奇胎（CHM）からの高分子DNAの抽出を試みた。まずは、抽出後に比較的潤沢なDNA収量が得られた３検体を選別し、アレイを用いた網羅的SNPタイピングを実施した。主成分分析を行った結果、いずれも日本人由来のハプロイドゲノムであることを確認した。バイオアナライザーを用いて、抽出したDNAのサイズ分布を調査したところ、CHM検体１）10~20kb、CHM検体２）5~10kb、CHM検体３）5~10kbのピークを確認できた。これらの全胞状奇胎DNAを用いて、ロングリードシークエンスを進めることも可能であったが、より精度の高いゲノム配列の解読を目指し、更に高分子のDNA抽出を検討することにした。特に最近開発が進んでいるNanobind UL Library Prep 法を用いた場合は、最大４Mbのシークエンスが得られている実績があり、通常の2倍体ゲノムからも十分なハプロイドゲノム情報が得られる可能性がある。次年度からは2種類のマテリアルからのシークエンス解析を同時並行で進め、日本人参照ゲノム高精度化に活用していく方針である。一方で、日本人参照配列の高次元化に利用する全ゲノム情報については、既に全ゲノムシークエンスが終了している3,000検体に加え200検体を追加し、日本人の遺伝的多様性を網羅した参照配列の構築に必要なゲノム上の変異情報の収集に努めている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の研究計画に沿って、全胞状奇胎のDNAを抽出し、収量の観点から最適と考えた３検体を選別し、アレイを用いた網羅的SNPタイピングを実施した。タイピング結果を用いて主成分分析を行い、日本人由来のハプロイドゲノムであることを確認した。抽出したDNAサイズの分布はロングリードに適した範囲ではあったが、更に高分子のDNAを抽出するプロトコルを採用できる可能性がでてきたため、より精度の高い日本人参照配列の構築を目指し、保存組織、或いは、新規の胞状奇胎組織から、再抽出を行うことにした。また2倍体ゲノムからも、同様のプルトコルを用いて検討を行い、同時並行にて研究を進める方針とする。

今後の研究の推進方策

近年、高分子のDNA抽出法の開発が進んでいるため、本課題ではいち早くそれらの技術を取り入れ、当初の目標より精度の高い参照配列構築を目指して研究を進める方針とする。また、同プロトコルを用いて2倍体検体のシークエンス解析も同時並行で進めることで、予期せぬ課題に直面した場合にも備えつつ研究を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Histologic-Based Tumor-Associated Immune Cells Status in Clear Cell Renal Cell Carcinoma Correlates with Gene Signatures Related to Cancer Immunity and Clinical Outcomes (2022)
  • 著者名/発表者名: Ohe Chisato、Yoshida Takashi、Ikeda Junichi、Tsuzuki Toyonori、Ohashi Riuko、Ohsugi Haruyuki、Atsumi Naho、Yamaka Ryosuke、Saito Ryoichi、Yasukochi Yoshiki、Higasa Koichiro、Kinoshita Hidefumi、Tsuta Koji
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 10 ページ: 323～323
  • DOI: 10.3390/biomedicines10020323
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PBRM1 Immunohistochemical Expression Profile Correlates with Histomorphological Features and Endothelial Expression of Tumor Vasculature for Clear Cell Renal Cell Carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Saiga Kazuho、Ohe Chisato、Yoshida Takashi、Ohsugi Haruyuki、Ikeda Junichi、Atsumi Naho、Noda Yuri、Yasukochi Yoshiki、Higasa Koichiro、Taniguchi Hisanori、Kinoshita Hidefumi、Tsuta Koji
  • 雑誌名: Cancers 巻: 14 ページ: 1062～1062
  • DOI: 10.3390/cancers14041062
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genotype-Phenotype Correlations in RP1-Associated Retinal Dystrophies: A Multi-Center Cohort Study in JAPAN (2021)
  • 著者名/発表者名: Mizobuchi Kei、Hayashi Takaaki、Oishi Noriko、Kubota Daiki、Kameya Shuhei、Higasa Koichiro、Futami Takuma、Kondo Hiroyuki、Hosono Katsuhiro、Kurata Kentaro、Hotta Yoshihiro、Yoshitake Kazutoshi、Iwata Takeshi、Matsuura Tomokazu、Nakano Tadashi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 ページ: 2265～2265
  • DOI: 10.3390/jcm10112265
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Eosinophilic features in clear cell renal cell carcinoma correlate with outcomes of immune checkpoint and angiogenesis blockade (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Takashi、Ohe Chisato、Ikeda Junichi、Atsumi Naho、Ohsugi Haruyuki、Sugi Motohiko、Higasa Koichiro、Saito Ryoichi、Tsuta Koji、Matsuda Tadashi、Kinoshita Hidefumi
  • 雑誌名: Journal for ImmunoTherapy of Cancer 巻: 9 ページ: e002922～e002922
  • DOI: 10.1136/jitc-2021-002922
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Population dynamics in the Japanese Archipelago since the Pleistocene revealed by the complete mitochondrial genome sequences (2021)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Fuzuki、Gojobori Jun、Kumagai Masahiko、Baba Hisao、Taniguchi Yasuhiro、Kondo Osamu、Matsushita Masami、Matsushita Takayuki、Matsuda Fumihiko、Higasa Koichiro、Hayashi Michiko、Wang Li、Kurosaki Kunihiko、Ueda Shintaroh
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 12018
  • DOI: 10.1038/s41598-021-91357-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thiazoline-related innate fear stimuli orchestrate hypothermia and anti-hypoxia via sensory TRPA1 activation (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuo Tomohiko、Isosaka Tomoko、Hayashi Yuichiro、Tang Lijun、Doi Akihiro、Yasuda Aiko、Hayashi Mikio、Lee Chia-Ying、Cao Liqin、Kutsuna Natsumaro、Matsunaga Sachihiro、Matsuda Takeshi、Yao Ikuko、Setou Mitsuyoshi、Kanagawa Dai、Higasa Koichiro、Ikawa Masahito、Liu Qinghua、Kobayakawa Reiko、Kobayakawa Ko
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 2074
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22205-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide association study of individual differences of human lymphocyte profiles using large-scale cytometry data (2021)
  • 著者名/発表者名: Okada Daigo、Nakamura Naotoshi、Setoh Kazuya、Kawaguchi Takahisa、Higasa Koichiro、Tabara Yasuharu、Matsuda Fumihiko、Yamada Ryo
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 66 ページ: 557～567
  • DOI: 10.1038/s10038-020-00874-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined Single Nucleotide Variants of ORAI1 and BLK in a Child with Refractory Kawasaki Disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanda Saki、Fujii Yoshimitsu、Hori Shin-ichiro、Ohmachi Taichi、Yoshimura Ken、Higasa Koichiro、Kaneko Kazunari
  • 雑誌名: Children 巻: 8 ページ: 433～433
  • DOI: 10.3390/children8060433
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PDK2 leads to cisplatin resistance through suppression of mitochondrial function in ovarian clear cell carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Sachiko、Yamaguchi Ken、Murakami Ryusuke、Furutake Yoko、Higasa Koichiro、Abiko Kaoru、Hamanishi Junzo、Baba Tsukasa、Matsumura Noriomi、Mandai Masaki
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 4627～4640
  • DOI: 10.1111/cas.15125
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Positive renal familial history in IgA nephropathy is associated with worse renal outcomes: a single-center longitudinal study (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Yoshinori、Tsukaguchi Hiroyasu、Higasa Koichiro、Kawata Naoto、Inui Kiyoko、Linh Tran Nguyen Truc、Quynh Tran Thuy Huong、Yoshihiko Inoue、Koiwa Fumihiko、Yoshimura Ashio
  • 雑誌名: BMC Nephrology 巻: 22 ページ: 230
  • DOI: 10.1186/s12882-021-02425-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 日本人におけるRP1関連網膜症の遺伝的、臨床的特徴について (2021)
  • 著者名/発表者名: 溝渕圭、林孝彰、林孝彰、大石典子、亀谷修平、日笠幸一郎、二見拓磨、近藤寛之、細野克博、倉田健太郎、堀田喜裕、吉武和敏、岩田岳、中野匡
  • 学会等名: 第125回日本眼科学会
• [学会発表] Novel double missense mutation at the same codon in the MYH7 gene in a patient with hypertrophic cardiomyopathy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki N, Toyota T, Kim K, Kitai T, Kaji S, Higasa K, Nakamura T, Furukawa Y.
  • 学会等名: European Society of Cardiology
  • 国際学会
• [学会発表] GNE pathogenic variant p.D207V rarely develops myopathy in homozygote (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka W, Sonehara K, Iida A, Oya Y, Kurashige T, Okubo M, Ogawa M, Matsuda F, Higasa K, Mori-Yoshimura M, Nakamura H, Hayashi S, Okada Y, Noguchi S, Nishino I.
  • 学会等名: World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] 陰圧が血管内皮細胞（HUVEC）に与える影響：次世代シーケンサーを用いた遺伝子発現の網羅的解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 福井充香、日笠幸一郎、竹谷茂、光井俊人、松岡祐貴、日原正勝、孫仲鑫、覚道奈津子
  • 学会等名: 第30回日本形成外科学会基礎学術集会
• [図書] 遺伝子医学 (2022)
  • 著者名/発表者名: 日笠幸一郎
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: メディカルドゥ
  • ISBN: 9784909508171
• [備考] 淡明細胞型腎細胞癌の形態を解明、新分類法確立
  • URL: https://www.kmu.ac.jp/news/laaes7000000hz09-att/20211022Press_Release.pdf