初期神経発生過程に生じる体細胞変異の頻度とパターンの解析

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: 多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
• 研究課題/領域番号: 17H05954
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 岩本 和也 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (40342753)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: poly(I:C) / トランスポゾン

研究実績の概要

本研究では、精神疾患動物モデルを用い、初期神経発生過程で生じる体細胞変異について頻度やパターンをエクソーム解析から明らかにすることを目的とする。精神疾患動物モデルとして、poly(I：C)投与妊娠マウスを用い、仔の脳神経系を対象とした解析を行う。本年度は、次年度以降の多数例のサンプル解析時の最適なシークエンシング条件の設定を行うことを目的とした。
妊娠マウスへのpoly(I:C)投与は、申請者らが既に確立した、レトロトランスポゾンLINE-1のコピー数が安定して増加する条件を用いて投与した。poly(I:C)投与妊娠マウスから得られた出産直後の仔マウスの前頭葉部位および心臓組織や尻尾組織などからゲノムDNAを抽出し、トランスポゾンLINE-1のコピー数定量を行い、最も顕著に前頭葉でのLINE-1コピー数増加を示した個体を選んだ。
選んだ個体由来の前頭葉ゲノムDNAを超高深度エクソーム解析に供した。エクソーム解析は、アジレント社のマウス用エクソーム解析プラットフォーム（SureSelect Mouse All Exon Kit）を用い、SureSelect XT HS Target Enrichment Sysmtem（アジレント社）プロトコールに従い、分子バーコード付加条件下で次世代シークエンス用ライブラリーを調整した。調整したサンプルは、Illumina社のHiSeq2500を用いたシークエンスを行い、約18億リード、総計約183Gbのシークエンス情報を得た。現在、quality controlを行った後、マウスゲノムへのマッピングおよび変異検出を行っている。

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

超高深度解析のためのシークエンスデータ取得に成功した。

今後の研究の推進方策

得られたシークエンスデータについて詳細な検討を行い、限られた個体数ではあるが顕著にゲノム変異が生じている個体について体細胞変異のランドスケープを明らかにし、以後の多数例解析のための実験条件の設定を行っていく。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of somatic mutations in monozygotic twins discordant for psychiatric disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishioka M, Bundo M, Ueda J, Yoshikawa A, Nishimura F, Sasaki T, Kakiuchi C, Kasai K, Kato T, Iwamoto K.
  • 雑誌名: NPJ Schizophr. 巻: 4 ページ: 7
  • DOI: 10.1038/s41537-018-0049-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNA methylation analyses of the candidate genes identified by a methylome-wide association study revealed common epigenetic alterations in schizophrenia and bipolar disorder (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugawara H, Murata Y, Ikegame T, Sawamura R, Shimanaga S, Takeoka Y, Saito T, Ikeda M, Yoshikawa A, Nishimura F, Kawamura Y, Kakiuchi C, Sasaki T, Iwata N, Hashimoto M, Kasai K, Kato T, Bundo M, Iwamoto K
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 72 ページ: 245-254
  • DOI: doi: 10.1111/pcn.12645
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of somatic mutations in postmortem human brains by whole genome sequencing and their implications for psychiatric disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishioka M, Bundo M, Ueda J, Katsuoka F, Sato Y, Kuroki Y, Ishii T, Ukai W, Murayama S, Hashimoto E, Nagasaki M, Yasuda J, Kasai K, Kato T, Iwamoto K
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 72 ページ: 280-294
  • DOI: 10.1111/pcn.12632
  • 査読あり / オープンアクセス