文献情報
文献番号
201135015A
報告書区分
総括
研究課題名
次世代シークエンサーを用いた孤発性の神経難病の発症機構の解明に関する研究
課題番号
H23-実用化（難病）・一般-015
研究年度
平成23(2011)年度
研究代表者(所属機関)
戸田 達史(神戸大学 大学院医学研究科)
研究分担者(所属機関)
- 祖父江 元(名古屋大学 大学院学系研究科)
- 服部 信孝(順天堂大学 医学部)
- 青木 正志(東北大学 大学院医学系研究科)
- 中島 健二(鳥取大学 医学部)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康長寿社会実現のためのライフ・イノベーションプロジェクト 難病・がん等の疾患分野の医療の実用化研究（難病関係研究分野）
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成25(2013)年度
研究費
79,764,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
本研究は「大部分は孤発性だが一部家族性・メンデル遺伝をとるパーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、進行性核上性麻痺（PSP）、大脳皮質基底核変性症（CBD）といった代表的な神経難病」を対象にする。パーキンソン病、ALS、PSP・CBDを含めたタウオパチー遺伝子を発見すべく、拠点研究班との連携のもとで、次世代シークエンサーを世界に先駆け孤発性神経難病に応用する。
研究方法
１）次世代シークエンサーによるパーキンソン病多発家系のエクソームシークエンスによるPD遺伝子同定へのアプローチ ２）次世代シークエンサーを用いたパーキンソン病の発症機構の解明に関する研究 ３）大規模リソースと次世代シークエンサーを基盤とした孤発性ALSの発症・病態機構解明 ４）次世代シークエンサーを用いた孤発性ALS遺伝子解析 ５）PSP・CBDを含めたタウオパチー
結果と考察
パーキンソン病の、エクソンに存在するRareながら強い遺伝子リスクを発見するため、多発家系について、次世代シークエンサーによるエクソームシークエンス（全エクソン塩基配列の解読）を行った。試験的に、同胞例2検体について、次世代シークエンサーによる全エクソン解読を行った。参照配列へのマッピングと多型・変異の検出などのパーソナルゲノム情報解析を行い、検出した多型・変異から既知の多型・変異を引き算したところ、同胞に共通する新規の多型・変異を、321個検出した。多発家系の次世代シークエンサー解析により候補遺伝子が絞り込まれたが、1つの小家系のみからでは、まだ候補が多すぎるので、今後、より多くの家系・検体を重ねていく必要がある。また、絞られた候補を孤発例で検証する（サンガー・次世代シークエンサー）ことにより孤発例への広がりをしらべ、さらに、自験のゲノムワイド関連解析データをつかうことにより、家族例・孤発例を統合したゲノム解析をおこなって、パーキンソン病遺伝子同定を目指す。また原因遺伝子が未知の遺伝性PD家系において連鎖解析を行いその遺伝子座を決定し、さらにエクソーム解析を行った。本年度は遺伝性因子を同定しやすい家族性パーキンソン病の3家系についてエクソーム解析を行った。20家系以上でSNP arrayを用い、家系のlinkage analysisも並行し、候補領域の絞り込みも行った。得られた結果に基づき、多数の変異の中から家系内での解析を行い、候補の変異を効率的に絞り込み新規原因遺伝子変異の同定に繋げられるよう、家系を含む約420の新規の対象群を収集、追加することができてきている。
次世代シーケンサーを利用した孤発性ALSの発症・病態機構解明に向けて、ALSの大規模リソースの拡充と充実を行った。前向き臨床情報に加えてDNAの集積を行い、今年度までにALS患者630例、コントロール200例のコホート形成に至っている。これらのリソースを用い、来年度はエクソーム解析に着手すべく準備を進めた。特に充実した前向き臨床情報の集積は、ALS発症のみならず、臨床像、進行、予後の多様性に関与するrare variantsの同定につながることが期待される。また収集した常染色体優性遺伝の遺伝形式が疑われる95家系について、引き続きサンガー法による既知の原因遺伝子解析を行い、解析した家族性95家系では23家系にSOD1異常、10家系にFUS/TLS遺伝子異常を認めたが、TAR DNA-binding protein 43 kDa (TDP43)、Valosin-containing protein (VCP)に関しては遺伝子異常を伴う家系は認められなかった。今後は次々に明らかとなる新規原因遺伝子の解析を孤発性ALS患者を含めて進めていく必要がある。
タウオパチーとされる進行性核上性麻痺（PSP）や大脳皮質基底核変性症（CBD）を含むパーキンソン症候群（PS）、前頭側頭葉変性症（FTLD）は、通常は孤発性であり、中年期以降に発症する緩徐進行性の変性疾患である。未だ有効な根治療法はなく、各疾患の関連や相違など疾患分類位置づけに関しても多くの議論がなされてきている。本研究では、各疾患の診断、病態解明、治療法の開発に寄与する臨床情報の整ったPS・FTLDの、遺伝子試料収集体制の整備を行うことを目的とし、鳥取県において地域での遺伝子試料収集体制の整備を進めると共に、全国多施設共同研究体制の整備を進めた。
次世代シーケンサーを利用した孤発性ALSの発症・病態機構解明に向けて、ALSの大規模リソースの拡充と充実を行った。前向き臨床情報に加えてDNAの集積を行い、今年度までにALS患者630例、コントロール200例のコホート形成に至っている。これらのリソースを用い、来年度はエクソーム解析に着手すべく準備を進めた。特に充実した前向き臨床情報の集積は、ALS発症のみならず、臨床像、進行、予後の多様性に関与するrare variantsの同定につながることが期待される。また収集した常染色体優性遺伝の遺伝形式が疑われる95家系について、引き続きサンガー法による既知の原因遺伝子解析を行い、解析した家族性95家系では23家系にSOD1異常、10家系にFUS/TLS遺伝子異常を認めたが、TAR DNA-binding protein 43 kDa (TDP43)、Valosin-containing protein (VCP)に関しては遺伝子異常を伴う家系は認められなかった。今後は次々に明らかとなる新規原因遺伝子の解析を孤発性ALS患者を含めて進めていく必要がある。
タウオパチーとされる進行性核上性麻痺（PSP）や大脳皮質基底核変性症（CBD）を含むパーキンソン症候群（PS）、前頭側頭葉変性症（FTLD）は、通常は孤発性であり、中年期以降に発症する緩徐進行性の変性疾患である。未だ有効な根治療法はなく、各疾患の関連や相違など疾患分類位置づけに関しても多くの議論がなされてきている。本研究では、各疾患の診断、病態解明、治療法の開発に寄与する臨床情報の整ったPS・FTLDの、遺伝子試料収集体制の整備を行うことを目的とし、鳥取県において地域での遺伝子試料収集体制の整備を進めると共に、全国多施設共同研究体制の整備を進めた。
結論
本研究ではパーキンソン病、ALS、PSP・CBDを含めたタウオパチー遺伝子を発見すべく、拠点研究班との連携のもとで、次世代シークエンサーを世界に先駆け孤発性神経難病に応用した。
公開日・更新日
公開日
2015-06-10
更新日
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