文献情報
文献番号
201449004A
報告書区分
総括
研究課題名
ゲノム網羅的解析によるＢ型肝炎ウイルス感染の病態関連遺伝子の同定と新規診断法の開発
課題番号
-
研究年度
平成26(2014)年度
研究代表者(所属機関)
徳永 勝士(東京大学 大学院医学系研究科 人類遺伝学分野)
研究分担者(所属機関)
- 前仲 勝実(北海道大学薬学研究院・構造生物学)
- 本多 政夫(金沢大学医薬保健研究域保健学系)
- 脇田 隆字(国立感染症研究所 ウイルス第二部)
- 西田 奈央(国立国際医療研究センター 肝炎・免疫研究センター)
- 宮寺 浩子(国立国際医療研究センター 肝炎・免疫研究センター)
- 松田 浩一(東京大学医科学研究所・シークエンス技術開発分野)
- 横須賀 收(千葉大学大学院医学研究院・消化器)
- 黒崎 雅之(武蔵野赤十字病院・ 消化器科)
- 八橋 弘(国立病院機構長崎医療センター・ 臨床 研究センター)
- 松本 晶博(信州大学医学部付属病院・肝疾患診療 相談センター)
- 日野 啓輔(川崎医科大学・肝胆膵内科学)
- 須磨崎 亮(筑波大学医学医療系 小児科学分野)
- 楠本 茂(名古屋市立大学大学院医学研究科 血液・腫瘍内科学)
- 持田 智(埼玉医科大学 消化器内科・肝臓内科)
- 夏井坂 光輝(北海道大学大学院医学研究科・消化器内科)
- 小池 和彦(東京大学医学部附属病院 消化器内科)
- 武冨 紹信(北海道大学大学院医学研究科・消化器外科学分野Ⅰ)
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 【委託費】 肝炎等克服実用化研究
研究開始年度
平成26(2014)年度
研究終了予定年度
平成26(2014)年度
研究費
60,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
HBV持続感染、HBV線維化進展およびHBV関連肝癌に関連する宿主遺伝因子を網羅的に探索し、新規診断法の開発に応用する。
研究方法
1. 検体・臨床情報収集：全国の研究協力施設が検体(DNAおよび血清)および臨床情報を収集し、順次、昨年度までに整備した集中管理システムに登録、保管している。また、アジア各国との共同研究体制を整えた。
2. ゲノム解析：(1)AXIOM Genome-Wide ASI Arrayを用い、収集された検体についてゲノムワイドSNPタイピングを行い、病態別にゲノムワイド関連解析(GWAS)を実施した。(2)日本人、韓国人、香港人、タイ人のHBV患者群および健常者群の約3,200検体についてHLA-DPA1およびHLA-DPB1のHLAタイピングを行い、関連解析を実施した。(3)ウイルス因子解析：持続感染および癌化に抵抗性を示すHLA-DPB1*02:01アリルを持つ患者群についてNGSを用いたウイルス配列決定を行い、各病態に特有のアミノ酸配列を抽出した。
3. 機能解析：B型肝炎慢性化に感受性・抵抗性および中立性アリルの組換えHLA-DPタンパク質の発現系を構築し、さらにウイルス抗原ペプチドとの結合測定を実施した。また、化合物スクリーニング手法を検討した。
2. ゲノム解析：(1)AXIOM Genome-Wide ASI Arrayを用い、収集された検体についてゲノムワイドSNPタイピングを行い、病態別にゲノムワイド関連解析(GWAS)を実施した。(2)日本人、韓国人、香港人、タイ人のHBV患者群および健常者群の約3,200検体についてHLA-DPA1およびHLA-DPB1のHLAタイピングを行い、関連解析を実施した。(3)ウイルス因子解析：持続感染および癌化に抵抗性を示すHLA-DPB1*02:01アリルを持つ患者群についてNGSを用いたウイルス配列決定を行い、各病態に特有のアミノ酸配列を抽出した。
3. 機能解析：B型肝炎慢性化に感受性・抵抗性および中立性アリルの組換えHLA-DPタンパク質の発現系を構築し、さらにウイルス抗原ペプチドとの結合測定を実施した。また、化合物スクリーニング手法を検討した。
結果と考察
1. 各病態の臨床情報・検体収集体制を確立し、日本人については全国より約4,000検体を収集し、その大部分に簡易臨床情報の付加を完了した。海外についても約3,000検体（韓国、香港、タイ、台湾）を収集した。
2. (1)1,356検体を対象としてゲノムワイドSNPタイピングを実施した。このデータを基に、肝炎慢性化、線維化進展、および肝癌進展の３つの病態についてGWASを実施し、それぞれ58個、59個、110個の病態関連候補SNPを検出した。独立の日本人集団およびアジア人集団の検体を用いてreplication studyを実施し、癌化に関連する新規の遺伝要因を同定した。(2)HLA-DPについて、日本人、韓国人、香港人、タイ人約3,200検体の遺伝子タイピングを実施し、新たな慢性肝炎関連アリルおよび癌化抵抗性アリルを同定した。またアリルの組合せについて、感受性・抵抗性をホモで有するよりヘテロで有する方がより強い関連を示すことを見出した。(3)ウイルス因子解析の手法を確立した。
3. 手法を確立したHLA-ペプチド結合測定系を用いて、HBV表面抗原(HBs)、コア抗原(HBc)のペプチドライブラリ（63種類）についてHLA-ペプチド結合解析を実施した。その結果、慢性化の抵抗性アリルHLA-DPB1*04:02に特異的に結合するペプチド3種、感受性アリル*09:01、中立性アリル*03:01に弱く結合するペプチド1種を見出した。
＜考察＞ 本研究で収集された検体は日本、韓国、香港、タイ、台湾から約7,000検体にのぼり、共同研究グループが約1,300検体を保有することから、今後より大規模なGWASや検証により新規の遺伝要因の同定が期待される。また、HLA-DPアリルを詳細に検討する事で、病態の解明およびリスク予測遺伝子検査法の開発に役立つであろう。HLA-DP組換えタンパクの調製も確立し、網羅的なウイルス由来ペプチドとの結合測定が可能となった。また病態毎に取得した遺伝子発現ネットワーク解析の結果や、ウイルスゲノム解析結果を、宿主ゲノム多型解析結果と組み合わせた分析も期待される。
2. (1)1,356検体を対象としてゲノムワイドSNPタイピングを実施した。このデータを基に、肝炎慢性化、線維化進展、および肝癌進展の３つの病態についてGWASを実施し、それぞれ58個、59個、110個の病態関連候補SNPを検出した。独立の日本人集団およびアジア人集団の検体を用いてreplication studyを実施し、癌化に関連する新規の遺伝要因を同定した。(2)HLA-DPについて、日本人、韓国人、香港人、タイ人約3,200検体の遺伝子タイピングを実施し、新たな慢性肝炎関連アリルおよび癌化抵抗性アリルを同定した。またアリルの組合せについて、感受性・抵抗性をホモで有するよりヘテロで有する方がより強い関連を示すことを見出した。(3)ウイルス因子解析の手法を確立した。
3. 手法を確立したHLA-ペプチド結合測定系を用いて、HBV表面抗原(HBs)、コア抗原(HBc)のペプチドライブラリ（63種類）についてHLA-ペプチド結合解析を実施した。その結果、慢性化の抵抗性アリルHLA-DPB1*04:02に特異的に結合するペプチド3種、感受性アリル*09:01、中立性アリル*03:01に弱く結合するペプチド1種を見出した。
＜考察＞ 本研究で収集された検体は日本、韓国、香港、タイ、台湾から約7,000検体にのぼり、共同研究グループが約1,300検体を保有することから、今後より大規模なGWASや検証により新規の遺伝要因の同定が期待される。また、HLA-DPアリルを詳細に検討する事で、病態の解明およびリスク予測遺伝子検査法の開発に役立つであろう。HLA-DP組換えタンパクの調製も確立し、網羅的なウイルス由来ペプチドとの結合測定が可能となった。また病態毎に取得した遺伝子発現ネットワーク解析の結果や、ウイルスゲノム解析結果を、宿主ゲノム多型解析結果と組み合わせた分析も期待される。
結論
本研究を4つの組織から構成して研究を実施した。(1) 各病態の臨床情報・検体収集体制を確立し、日本人、韓国人、香港人、タイ人、台湾人約7,000検体を収集した。(2) ゲノム解析では、慢性化・繊維化進展・癌化に関連する宿主遺伝要因を網羅的に探索し、各病態について関連候補SNPを検出した。また癌化については新規遺伝要因を同定した。日本を含む東アジア集団サンプル約3,200検体について大規模HLAタイピングを実施し、慢性化及び病態進展に関与するHLA-DPB1アリルを同定し、ホモとヘテロの効果についても検討した。ウイルス因子の同定では、HBs抗原領域のアミノ酸配列の変異と病態間で違いのあるアミノ酸部位を抽出した。(3)機能解析では、慢性B型肝炎感受性及び抵抗性に関連するHLA-DPアリル産物を対象として、HLA-DP結合抗原ペプチドをHBs, HBc抗原ペプチドライブラリーから探索し、慢性B型肝炎抵抗性HLA-DP分子特異的に結合するウイルス抗原領域を見出した。今後も各チームの活動、研究から多くの相乗的成果が期待される。
公開日・更新日
公開日
2017-01-20
更新日
-