2019 Fiscal Year Research-status Report
HBV遺伝子のヒト遺伝子への組み込みに対する統合的遺伝子解析から肝発癌を予測する
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19K08427
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
藤原 圭 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (70635804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯尾 悦子 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (20543797)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | B型肝炎 / 肝発癌 / Complex SV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界中で毎年約100万人がB型慢性肝疾患で死亡し、そのうち30%は肝細胞癌と報告されている。我々は過去に、B型肝炎ウイルス（HBV）の遺伝子変異、世界的なHBV遺伝子型の分子疫学的分布、さらにその治療効果などHBVに関する基礎および臨床的な研究を行ってきた。今回、新しいタイプの遺伝子変化であるcomplex structural variation (SV)がHBVの遺伝子に観察されることを世界で初めて報告している。過去に行った70例のcomplex SVの検討からこれらの変化は既知のHBVにみられる遺伝子変化と同様にHBVの病態に大きな影響を与える変化と考えている。本研究ではそのcomplex SVとHBVに起因する肝発癌の関連を調査してゆく。HBV遺伝子自体にみられる遺伝子変化そして、ヒト遺伝子-HBV遺伝子組み込み状態での遺伝子変化を調べ、バイオインフォマティクス解析を用いて詳細な解析を行い、新しい視点から肝発癌に関連する遺伝子変化を明らかにする。最終的に統合解析より肝発癌予測バイオマーカー開発を目標とする。具体的には血清、肝組織からHBV遺伝子ならびに、ヒト遺伝子に組み込みされたHBV遺伝子配列を検出し、解析を行ってゆく。HBVの全塩基配列を確定するために必要なプライマーを用いてPCRを行い、インテグレーションされたHBVに関しては、LM-PCRで増幅の後に遺伝子解析を行う。過去のHBV発がん検討では主として点変異に注目して検討がされているが、今回は、SVを中心に検討を行う。アライメント解析ではDNA切断点やSVのパターンが重要であるが、インテグレーションされた配列の中では、BLAST検索を頻回に行いながらその詳細な構造を明らかにしてゆく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在のところ研究は計画通りに順調に進行している。また我々は新しい遺伝子変化を様々なHBVの比較解析より発見し、その知見を今回の検討に加える形で進めてゆく。まずはB型慢性肝疾患や肝癌発症症例の血清、肝組織から核酸抽出を行い、精製後にHBVの全塩基をカバーするHBV特異的なプライマーを用いてPCRを行っている。その後に直接塩基決定法で遺伝子配列を決定する実験を行っている。SVに関するバイオインフォマティクス解析も行っており、ヒトHBVとその近縁にある霊長類、蝙蝠類、げっ歯類に感染するHBVの遺伝子配列を多数例で解析し、それぞれのHBVの間に宿主特異的な多型的SVが存在することを明らかにした。それらはHBVが異なる宿主に感染する過程で獲得され、宿主特異性と関連するものと考えられ、遺伝子が変化する上で”SV polymorphisms”という新しい考え方として、2019年9月に学術誌Virusesに掲載された。この検討で、HBV遺伝子には過去に報告のない、特有の遺伝子切断点が存在し、その切断点に多種のSVが存在することが明らかとなった。このような遺伝子切断点とHBVの宿主ゲノムへのインテグレーションの関連についても今回の検討に加えることができる。その後、学術誌Virusesに特集として”structural variation in hepatitis viruses”というテーマが企画され、研究代表者藤原がその特集のGuest editorとして選ばれ、現在世界中の研究者とB型肝炎とSVに関する特集を構成するために話し合いをしている。その中で当該研究にとって重要な情報となる各国のHBVのSVと肝発がんの話題についてもディスカッションを行ってゆく。今後、complex SVそしてSV polymorphismsという二つの新しい遺伝子変化に関する概念を用いて、研究を継続してゆく。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回、研究計画当初より過去の研究から得られたcomplex SVという新しい遺伝子変化を既知の遺伝子変化に加えることでHBV関連肝発癌にかかわる遺伝子変化を検討することで当該研究は行われている。加えて、2019年に、ヒト、霊長類、げっ歯類、蝙蝠類に感染するHBVのバイオインフォマティクス解析により多型的なSVという新しい考え方が導き出された。Complex SVは散在的にHBVに観察される遺伝子変化であるが、多型的SVは宿主依存的およびヒトHBVの場合は遺伝子型特異的に起こる変化である。また解析可能であったすべての哺乳類に感染するHBVに同一の固定された遺伝子切断点が存在することも明らかになった。これら2つの新しい遺伝子変化の考え方を取り入れることで、HBVの遺伝子配列はORFと転写制御領域だけではなく、より複雑な構造をもつことが明らかとなった。現在のところはより多数の検体を用いてPCRから遺伝子塩基配列決定を行い遺伝子配列の解析を継続してゆく。特に宿主にインテグレーションされたHBV遺伝子の切断点が、今回明らかとなった多型的SVの切断点と一致するのかを詳しく検討することは、HBV遺伝子の特性を探索する上でも重要と考える。遺伝子断片と切断点が生じる遺伝子変化の研究として、学術誌の特集を担当することもあり、多くの研究者との交流そして最新の研究情報を取得することが可能である。すでに先駆的な複数の研究論文を報告している欧州の新進気鋭の分子遺伝学者よりHBVが属するヘパドナウイルスに関するSVの総説の承諾も得ており、今後、世界、特にアジアでの肝がんの原因として最も重要なHBV関連発がんの解明につながるように今後の実験を進めてゆく。
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| Causes of Carryover |
旅費、物品費が計画より減額しております。次年度に出張、実験試薬の購入に使用いたします。
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