次世代遺伝子解析による希少難治性循環器疾患の診断治療法の開発と臨床実用化に関する研究

文献情報

文献番号

201238009A

報告書区分

総括

研究課題名

次世代遺伝子解析による希少難治性循環器疾患の診断治療法の開発と臨床実用化に関する研究

課題番号

H23-実用化（難病）-一般-009

研究年度

平成24(2012)年度

研究代表者(所属機関)

小室　一成(国立大学法人大阪大学大学院　医学系研究科循環器内科学)

研究分担者(所属機関)

澤　芳樹(国立大学法人大阪大学大学院　医学系研究科心臓血管外科学)
油谷　浩幸(国立大学法人東京大学先端科学技術研究センター)
朝野　仁裕(国立大学法人大阪大学大学院　医学系研究科循環器内科学)
山崎　　悟(独立行政法人国立循環器病研究センター　細胞生物学部)
扇田　久和(国立大学法人滋賀医科大学　医学部)
李　鍾國　(国立大学法人大阪大学大学院　医学系研究科循環器内科学)

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

76,924,000円

研究者交替、所属機関変更

-

研究報告書（概要版）

研究目的

遺伝性が濃厚な希少難治性疾患の家系症例を対象に、原因となる新規rare variantを同定し、診断および治療薬標的を見出し、臨床実用化することを目指す。遺伝性が濃厚な希少難治性疾患の家系症例群より新規rare variant（遺伝子変異）を同定し、その分子機能解析と実用化診断治療薬となる分子標的を見出すことを目標とする。サンプル収集システムおよび、情報解析システムの構築整備を重視した研究デザインは当初から設定された研究の方向性であり、それを継続発展させ、研究のソフト、ハード、情報解析者の配置などに重点を置いた合理的な研究体制を敷く。拠点施設と連携し複数の未解析家系から迅速に新規遺伝子同定を行う本ゲノム創薬研究は、新規未知の標的分子の探索を目指す上で今後の臨床実用化研究のモデルとなり得る。

研究方法

本研究は計画当初より、本研究に特化したサンプル収集システムの構築と、情報解析システムの構築を意識してデザインされており、研究のソフト、ハード、情報解析者の配置などに重点を置いた合理的な研究体制を敷いている。平成24年度も前年度の方針を継続し、新しい家系解析の実施も進めるとともに、平成23年度において同定できた候補遺伝子について、機能解析も進め発展的に研究の充実を図ることを予定している。研究代表者及び分担者らが担当した厚生労働省難治性疾患克服研究事業における希少難治性疾患動物モデル開発、病態機序解析、及びヒト臨床研究で得た多くの成果は、本研究が目指す診断治療の創薬開発とその迅速なる臨床実用化に大きく寄与させることが可能である。以上を踏まえて次世代シーケンス解析の実践と同定遺伝子情報を診断治療に迅速に応用する独創的手法を利用し実施する。
具体的には新規同定以外の基礎となる手法はH23年度を踏襲する。既知変異の迅速な鑑別除外により、新規未知変異を持つ確率の高い家系症例を見極め、次世代解析を行う。同定した新規変異に対して小動物から大動物まで、特にゼブラフィッシュイメージング技術を利用した迅速な表現型機能解析を行う。最先端の生化学的解析法を利用して生理活性物質の同定や、ヒトiPS細胞による検証も含めた治療標的シーズ探索と臨床実用化に向けた検討を進める。

結果と考察

ゲノム解析の迅速かつ効率の良い解析システムの構築、得られたゲノム情報からの創薬、診断薬開発に関するプロジェクトについて以下１）～１１）に関する進捗を得た。１）試料バンクは当初目標の2倍に達し、難治性循環器疾患23家系80症例を集めた。孤発例含め総計130症例に及ぶ。２）独自情報解析パイプライン構築を完了し、企業共同で改変更新を続け、国外のExome解析パイプライン開発部門との共同研究・開発研究の協議を開始した。３）配列解読を終え4家系16症例を解析中。追加10家系48症例の配列解読も開始した。４）拠点施設ゲノムバンク化事業へ協力の為、大阪大学ゲノム解析コンソーシアムが立ちあがり、施設全体がバンク提供可能なゲノム解析研究のできるヒトゲノム研究組織体制となった。５）最先端医療融合イノベーションセンター・ゲノム解析コアファシリティーへの研究室パイプライン移植と情報解析を稼働させるための準備を行い、パイロットデータの解析を終了した。病院全診療科が参画できる倫理委員会申請書の統一、申請システムの準備に協力した。６）国内循環器ゲノム解析コンソーシアム構築にむけて、３大学からの症例提供も受けた。厚労省難治性疾患研究・特発性心筋症研究班への情報解析技術指導・解析パイプラインも提供し共同研究も開始した。７）SNPs多型による連鎖解析を拠点研究と連携して解析した。８）MLCK遺伝子、AMF-GS2遺伝子、SSS1遺伝子を新規同定し機能解析を行った前2者は各々別の企業との創薬を目指した共同開発研究も開始した。９）独自の細胞・生体機能解析を行うため細胞エネルギー代謝機能解析システム、ゼブラフィッシュ生体FRETイメージング解析システムを構築更新した。１０）細胞エネルギー代謝プロファイリング解析システムを導入した。１１）最新鋭の質量分析装置を利用した独自のプロテオミクス手法を確立し、創薬開発を目的とした企業共同研究を開始した。

結論

既知変異の鑑別除外により、新規変異を持つ確率の高い症例に次世代遺伝子解析を行うための情報解析パイプラインが完成した。日本人の次世代シーケンスExome解析用のバリアントデータベースの公開により効率良い症例選択のシステムが完成するものと考えられる。In-houseのデータ蓄積も進み、充実した解析環境となった。それらを用いて新規分子および変異分子を同定し、表現型機能解析を行うことができた。継続して遺伝子解析は行うとともに、同定した新規機能分子の創薬リード化合物探索へと研究を進めることとなった。