概要版

文献情報

文献番号 201419061B
報告書区分 総合
研究課題 緑内障統合的分子診断法の確立と実証
課題番号 H24-感覚-一般-002
研究年度 平成26(2014)年度
研究代表者(所属機関) 木下 茂(京都府立医科大学大学院医学研究科 視覚機能再生外科学) 
研究分担者(所属機関) 田代 啓(京都府立医科大学大学院 医学研究科 ゲノム医科学)、森 和彦(京都府立医科大学大学院 医学研究科 視覚機能再生外科学)、中野正和(京都府立医科大学大学院 医学研究科 ゲノム医科学)、田中光一(東京医科歯科大学大学院 疾患生命科学研究部 分子神経科学)、長崎生光(京都府立医科大学大学院 医学研究科 基礎統計学) 
研究区分 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 【補助金】 障害者対策総合研究
開始年度 平成24(2012)年度
終了予定年度 平成26(2014)年度
研究費  
研究者交替、所属機関変更  

研究報告書(概要版)

概要版 研究目的:
 本大学附属病院緑内障専門外来にて、緑内障サンプル取得、臨床情報の入力/環境整備をし、臨床データの蓄積を継続する。また緑内障統合的分子診断法を確立・実証するために、広義原発開放隅角緑内障(POAG)および落屑緑内障(PEG)のcopy number variant(CNV)解析を新たに実施し、抽出された高精度なコピー数データに基づくゲノムワイド関連解析を実施することによって、広義POAG/PEGに関連するCNVの同定、さらにグルタミン酸トランスポーターSLC1A3に着目した解析も合わせて行い、それらの解析結果から検診チップに搭載するバリアントの組み合わせを含めたアルゴリズムの確立と検診チップの判別精度を検証した。
研究方法:
 緑内障専門外来に受診する患者の臨床データは専用にカスタマイズされたソフトを構築しており、日々臨床情報が入力されている。引き続き、DNA取得とデータ蓄積は緑内障専門外来にて継続していく。2005年以来、我々が独自に収集している検体は5,800例を超えている。その検体の中から詳細な緑内障診断を行っている。さらには正常者もボランティアで募り、緑内障専門外来と同じだけの緑内障精密検査を施行して、厳密な正常者を選別し、統計解析に用いている。それらの臨床情報管理環境を強化・整備している。さらにこれまで構築した大規模計算用の解析サーバー環境を活用して、新たにコピー数の違いのバリアント(CNV)情報をPEG201例、正常対照697例について取得し、取得した大量のCNVデータについては、独自に構築した専用サーバー(分担・長崎)上にデータベース化した。抽出された高精度なコピー数データに基づくゲノムワイド関連解析を実施した。CNV解析ではGWAS解析とともにグルタミン酸トランスポーターSLC1A3に着目した。グルタミン酸トランスポーターSLC1A3の2種類のrare variantsを再現したマウスの網膜の解析と、その活性化化合物を同定し神経保護効果の検討を行った。これらの情報を活用して診断アルゴリズムの判別精度を検証した。
結果と考察:
 落屑緑内障群に関連することが強く示唆されるボンフェローニ補正を越える有意なCNVが250個以上のプローブから検出された。更に、これらのプローブの染色体における位置情報を解析した結果、検出されたCNVはゲノム上の約30領域から同定され、数十個の遺伝子にまたがっていることが明らかになった。  これらの結果を用いてサポートベクターマシーン(SVM)応用し、検診チップに搭載する一塩基の違いのバリアント(SNP)とコピー数の違いのバリアント(CNV)の組み合わせを含めた緑内障統合的診断アルゴリズムを応用した判別率の結果から、PEGでは30SNPと5CNVを検診チップに搭載するバリアントの組合せを決定した。落屑緑内障で判別率81.5%(感度92.5%、特異度69.7%)が認められた。 また緑内障患者群において高頻度で見つかったグルタミン酸取り込み活性を低下させるSLC1A3の2種類のrare variants (A169G, A329T)を再現したノックインモデルで作成したマウスの網膜を解析し、A169Gノックインマウスの網膜神経節細胞の数が、野生型より約20%減少していた。網膜におけるSLC1A3(A169G)の発現は、エクソン4のスキップによるnonsense-mediated mRNA decayにより半分に減少した。また、arundic acidが網膜におけるSLC1A3の転写を亢進させ、発現量を増加させることおよびarundci acidを投与することにより、GLASTへテロマウスの網膜神経節細胞の変性が抑制された。緑内障発症リスクを判定する検診チップの実用化に向けて、PEGに関連する多数のSNPとCNVの候補バリアントの中から適切に選択することで、高い判別率を得ることが明らかになった。 またグルタミン酸取り込み活性を低下させるSLC1A3の2種類のrare variants (A169G, A329T)の解析からSLC1A3の発現を増加させるarundic acidが新規緑内障治療薬の候補として考えられた。
結論:
 長期にわたる臨床データの蓄積とデータ管理環境を整え、精力的に本研究を実施したことにより、緑内障の主要な病型に関連する最適なバリアントを組み合わせた緑内障統合的分子診断アルゴリズムの確立に成功し、緑内障発症リスクを判定する検診チップの実用化の目処が立った。
公開日 2015年06月03日
研究報告書

ファイルリスト

公開日・更新日

公開日 2018年02月27日
更新日 -

行政効果報告(助成研究成果追跡資料)

文献情報

文献番号 201419061C

成果

専門的・学術的観点からの成果 本研究を実施したことにより、数個のSNPのリスクアレルの頻度やオッズ比で判定するような根拠 の乏しいリスク判定法とは異なる高精度な緑内障検診アルゴリズムの開発ができた。
臨床的観点からの成果 本研究成果を緑内障の発症リスクが判定できる検診チップとして商品化を目指し、現行の検診に加えることによって、潜在的な緑内障患者の早期発見、早期治療に結びつける先制医療の目処が立った。
ガイドライン等の開発 なし
その他行政的観点からの成果 緑内障は現在日本の失明原因の第1位であるため、本検診チップを導入することにより失明に至る恐れ のあった患者の視機能を最大限に守り、医療費の抑制に貢献するだけでなく、視機能低下に伴う社会福祉関連費の大幅な削減も期待できる。
その他のインパクト 我々の正常眼圧緑内障に関するCDKN2B-AS1の遺伝子発見(PLoS One. 2012;7(3):e33389. doi: 10.1371/journal.pone.0033389. )はヤフーニュースや、毎日新聞、京都新聞などに掲載された。

発表状況

分類 種類 件数 備考
原著論文 和文 7件  
英文等 76件  
その他の論文 和文 21件  
英文等 1件  
学会発表 国内学会 75件  
国際学会等 49件  
その他の成果 特許 出願 0件  
特許 取得 3件  
施策への反映 0件  
普及・啓発活動 0件  

特許

分類 特許の名称 発明者名 権利者名 特許番号 出願年月日 取得年月日 国内外の別
取得 1 Method for determination of progression risk of glaucoma.  Kinoshita S, Tashiro K, Nakano M,Yagi T, Mori K, Ikeda Y, Taniguchi T, Kageyama M.  Shigeru Kinoshita, Kei Tashiro, Santen Pharmaceutical Co., Ltd.   US8431345 B2  20070417  20130430  国外 
取得 2 Mouse deficient in glutamate transporter GLAST function.   Koichi Tanaka,Takayuki Harada  Japan Science and Technology Agency,Tokyo Medical and Dental University  European Patent No: 1619248.  20091029  20120613  国外 
取得 3 Mouse deficient in glutamate transporter GLAST function.  Koichi Tanaka,Takayuki Harada  Japan Science and Technology Agency,Tokyo Medical and Dental University  Canadian Patent No: 2522597.   20100204  20121015  国外 

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

  著者名 タイトル 雑誌名 開始頁
-終了頁
掲載論文のDOI(デジタルオブジェクト識別子)
原著論文 1 Nakano, M., Ikeda, Y., Tokuda, Y.,et al.  Novel common variants and susceptible haplotype for exfoliation glaucoma specific to Asian population.  Scientific Report         -   2014  DOI:10.1038/srep05340 
原著論文 2 Tokuda, Y., Yagi, T., Yoshii, K.,et al.  An approach to predict the risk of glaucoma development by integrating different attribute data.  SpringerPlus         -   2012  DOI:10.1186/2193-1801-1-41 
原著論文 3 Yanagisawa, M., Aida, T., Takeda, et al.  Arundic acid attenuates retinal ganglion cell death by increasing glutamate/aspartate transporter (GLAST) expression neural cell death in a model of normal tension glaucoma.  Cell Death Dis          -   2015  DOI: 10.1038/cddis.2015.45. 
原著論文 4 Bai N, Aida T, Yanagisawa M, et al.  NMDA receptor subunits have differential roles in NMDA-induced neurotoxicity in the retina  Molucular Brain          -   2013  doi:10.1186/1756-6606-6-34. 

公開日・更新日

公開日 2015年09月17日
更新日 -

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