遺伝統計学とビッグデータの邂逅がもたらす新たながんゲノム創薬

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Conquering cancer through neo-dimensional systems understanding
• Project/Area Number: 15H05911
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡田 随象 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70727411)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鎌谷 洋一郎 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00720880) ; 浦山 ケビン 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 社会医学研究部, 部長 (60726850)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 遺伝統計学 / HLA imputation法

Outline of Annual Research Achievements

次世代シークエンサーやSNPマイクロアレイに代表されるヒトゲノム配列解読技術の著しい発展により、多彩なヒト疾患や形質に対する感受性遺伝子や遺伝子発現プロファイル等のエピゲノム情報が大量に得られる時代となった。一方で、構築された大規模ビッグデータを適切に解釈し、疾患横断的に統合するデータ解析技術の開発研究や、大規模疾患ゲノム情報を活用した新規ゲノム創薬のフレームワーク構築には改善の余地が指摘されている。本研究計画は、遺伝情報と形質情報の因果関係を統計学の観点から評価する学問である遺伝統計学（statistical genetics）を活用し、大規模ヒト疾患ゲノム解析情報を活用することで、どのように疾患病態の解明や新規ゲノム創薬に迫れるかを目的とする。
本年度の研究においては、引き続き次世代シークエンス技術を用いたヒト白血球型抗原（human leukocyte antigen; HLA）遺伝子の詳細なシークエンス解析を実施した。日本人集団1120名を対象に構築したHLA imputation参照レファレンスパネルを用いて、複数のゲノムワイド関連解析（genome-wide association study; GWAS）のジェノタイプデータに対してHLA imputation法を適用し、疾患感受性HLA遺伝子多型を同定した。その過程で、特定の疾患およびHLA遺伝子型において非相加的（non-additive）効果が存在することを明らかにした。さらに、患者群・対照群共に次世代シークエンス技術により直接的にHLA遺伝子多型情報を得た上での関連解析も実施した（多発性硬化症 [multiple sclerosis], Ogawa K et al. J Neuroinflammation 2019）。
また、遺伝統計学分野を担う若手人材の育成を目的に、ヒトゲノムデータ解析の講義・実践演習を行う夏期短期セミナー（遺伝統計学・夏の学校＠大阪大学）の第４回目を実施し、好評を得た（2019年8月24日～26日）。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Trans-biobank analysis with 676,000 individuals elucidates the association of polygenic risk scores of complex traits with human lifespan (2020)
  • Author(s): Sakaue S, Kanai M, Karjalainen J, Akiyama M, Kurki M, Matoba N, Takahashi A, Hirata M, Kubo M, Matsuda K, Murakami Y; FinnGen, Daly MJ, Kamatani Y, Okada Y
  • Journal Title: Nat Med Volume: 26 Pages: 542-548
  • DOI: doi:10.1038/s41591-020-0785-8
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dimensionality reduction reveals fine-scale structure in the Japanese population with consequences for polygenic risk prediction (2020)
  • Author(s): Sakaue S, Hirata J, Kanai M, Suzuki K, Akiyama M, Lai Too C, Arayssi T, Hammoudeh M, Al Emadi S, Masri BK, Halabi H, Badsha H, Uthman IW, Saxena R, Padyukov L, Hirata M, Matsuda K, Murakami Y, Kamatani Y, Okada Y
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 11 Pages: 1569
  • DOI: doi: 10.1038/s41467-020-15194-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GWAS of 165,084 Japanese individuals identified nine loci associated with dietary habits. (2020)
  • Author(s): Matoba N, Akiyama M, Ishigaki K, Kanai M, Takahashi A, Momozawa Y, Ikegawa S, Ikeda M, Iwata N, Hirata M, Matsuda K, Murakami Y, Kubo M, Kamatani Y, Okada Y
  • Journal Title: Nat Hum Behav Volume: 4 Pages: 308-346
  • DOI: doi: 10.1038/s41562-019-0805-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A metagenome-wide association study of gut microbiome revealed novel etiology of rheumatoid arthritis in the Japanese population (2020)
  • Author(s): Kishikawa T, Maeda Y, Nii T, Motooka D, Matsumoto Y, Matsushita M, Matsuoka H, Yoshimura M, Kawada S, Teshigawara S, Oguro E, Okita Y, Kawamoto K, Higa S, Hirano T, Narazaki M, Ogata A, Saeki Y, Nakamura S, Inohara H, Kumanogoh A, Takeda K, Okada Y.
  • Journal Title: Ann Rheum Dis Volume: 79 Pages: 103-111
  • DOI: doi: 10.1136/annrheumdis-2019-215743
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Next-generation sequencing identifies contribution of both class I and II HLA genes on susceptibility of multiple sclerosis in Japanese (2019)
  • Author(s): Ogawa K, Okuno T, Hosomichi K, Hosokawa A, Hirata J, Suzuki K, Sakaue S, Kinoshita M, Asano Y, Miyamoto K, Inoue I, Kusunoki S, Okada Y, Mochizuki H.
  • Journal Title: J Neuroinflammation Volume: 16 Pages: 162
  • DOI: doi: 10.1186/s12974-019-1551-z.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Book] ゼロから実践する 遺伝統計学セミナー (2020)
  • Author(s): 岡田 随象
  • Total Pages: 247
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 978-4758120920