2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代遺伝子解析による新型脳炎の原因究明及び神経感染症診断システムの構築
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25293205
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
高嶋 博 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (80372803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 英治 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (30598800)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 新規感染症 / 感染症遺伝子診断 / 脳炎 / 次世代シークエンサー |
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| Research Abstract |
我々は、未知の感染症（慢性脳炎）の疾患概念の確立と病原菌の同定を試み、最新の次世代シークエンサーを用いた感染症のDNA診断システムの構築を試みた。
我々は40-70歳代の進行性認知症4例に特殊な慢性脳脊髄炎を認め、病理学的にこれまで経験のないGrocott染色陽性の病原体を確認した。その病原体は、2-7ミクロンの細胞壁の無い円形であり、これまで病原性が確認されているどの菌とも類似していない。本菌を同定するために、病原体を含む領域に絞り、レーザーマイクロダイセクターを用いて組織を取り出した。その菌を含む組織からDNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いて、2症例について遺伝子配列を決定した。その決定した30万-700万リードのDNA配列から、ヒトDNAを除去し、残りの配列について、BLASTNによるホモロジー検索を行った。その結果、様々な種、細菌、ウイルス、真菌、ヒト以外のほ乳類などと相動性を示し、種別にDNA断片を分類した。本解析を行うための専用プログラムを開発し、そのソフトウェアは、うまく働いている。さらに形態学的に想定される起因菌を、DNAを種別に分類した結果をもとに検索した結果、検索した2例において全く同じ種の菌を同定するに至った。本菌は、これまで病原体としての登録が無い。コントロールの2検体からは同菌は検出されなかった。本菌を新しい感染症として、その治療法について特許申請中である。
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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
全く新しい脳脊髄炎の疾患概念の確立と原因究明に挑戦し、おおよその菌種を同定し得た。 形態的に既存の病原体との類似性がなく、本病原体は、全く新しい種である可能性が高かったが、実際に全く想定外の菌であり、感染症の世界で大きなインパクトを与えると思われる。特許出願済みで、論文投稿を行っている。
また、次世代ゲノムシークエンサーによる最新の方法で起因菌の同定システムを作り、他の感染症への応用可能とした。 ゲノムシークエンサーと解析サーバーを駆使し、起因菌同定の解析手法を新規に確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型脳炎については、原因が同定できたため、本症の新規脳炎の患者の広がりの調査で疫学か明らかとし、感染元を含めて本症の全容を明らかとする必要がある。
次世代ゲノムシークエンサーによる最新の方法で起因菌の同定システムを作成したため、それを他の感染症への応用する必要がある。様々な感染症のゲノムを様々な検体から抽出し、本システムの実際の感染症診断への応用、検証を行う。
実際の感染症へ本システムを応用し、どの程度の感度、特異度があるか実証する。
実際の感染症検体からヒトのDNAが少なく、感染起因菌のDNAが多くとれるような手法を編み出す必要がある。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] A useful approach for genetic diagnosis of infectious agents using next generation sequencing2013
Author(s)
Y. Sakiyama, Y. Higuchi, H. Tanabe, J. Yuan, S. Nozuma, A. Yoshimura, A. Hashiguchi, Y. Okamoto, R. Hirano, E. Matsuura, R. Okubo, T. Iwasaki, F. Matsuda, S. Izumo, H. Takashima
Organizer
The 63th Annual meeting of the American society of human genetics Annual meeting 2013
Place of Presentation
Boston, U.S.A.
Year and Date
20131022-20131026
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