倉田奨励金研究報告書｜2016 年度（第 48 回）助成■受領№1323

縦断的エクソーム全領域関連解析による新規生活習慣病感受性遺伝子の同定と機能解析

代表研究者

安河内彦輝

三重大学地域イノベーション推進機構

助教

三重大学地域イノベーション推進機構教授

共同研究者

山田芳司
1．研究の目的

つのSNPが赤血球などの血液学的形質の関連マー

本研究では、従来の横断的研究では検出が困難カーとして新しく同定された。

な新規の生活習慣病感受性遺伝子を同定すること
2.1 高血圧の縦断的 EWASを目的とした。

まず着手したのは、高血圧の感受性遺伝子の探索である。高血圧罹患率と収縮期血圧、拡張期血2．研究概要
近年、ゲノム全領域関連解析（GWAS）やエクソー

圧の縦断データをもとに上述した手法を用いて解ム全領域関連解析（EWAS）といった大量の情報解析析した結果、７つのSNPが有意な関連を示した。

技術を駆使した研究が飛躍的に増え、様々な疾患そのうち、１つは新規の疾患感受性遺伝子感受性遺伝子が同定されている。しかし、多くは（COL6A5）として同定し、血管の弾力性への関横断的な研究によるもので、のちに罹患する可能与が示唆された。さらに、残りの６つは12番染色性のある対象を健常者とするなどの問題を考慮し体上の12q24.11–q24.13に密集しており、強い連鎖ていない。そこで本研究では、三重県いなべ市の不平衡（LD）がみられた。LDが特に強い５つのいなべ総合病院・健康管理センターで2003年–SNPについてハプロタイプを推定したところ、す2014年に健康診断を受診した6026名の縦断的なべてが東アジア特異的な対立遺伝子（アレル）で測定データ（平均追跡期間５年）を用いて、生活構成されたハプロタイプは、共通ハプロタイプに習慣病に関わる表現型と約244,000多型マーカー比べて高血圧の罹患率が有意に低いことが示されとの関連を調査した。ここで、クオリティ・コンた（P < 2.2×10-16）。さらにこの東アジアハプロ

ト ロ ー ル に よ り 多 型 マ ー カ ー 数 は 6022 名 の 約タイプは、喫煙による血圧を上昇させる効果に対24600一塩基多型（SNP）に絞られた。統計学的有して感受性が低いことを示唆した。これらの結果

意性は一般化推定方程式（GEE）により評価し、ボンフ

は 、 国 際 学 術 誌 の 「 Experimental & Molecularェローニ補正（ P < 2.3×10 ）もしくはFalseMedicine」1)に掲載された。

-6

discovery rate（FDR < 0.05）補正を適用した。縦断的EWASにより多くの関連SNPが検出されたのち、デ2.2 慢性腎臓病・高尿酸血症の縦断的 EWASータベースの情報を用いて新規性を調査した。そ疾患罹患率と推定糸球体濾過量、血清クレアチの結果、関連を示したSNPのうち、19のSNPは先ニン濃度、血清尿酸値の縦断データを用いた

行研究では報告されておらず、新規の疾患感受性

EWASにより、 CDC42BPG 遺伝子のrs55975541

遺伝子多型とした（表１）。同様の解析により、9が高尿酸血症の新規感受性遺伝子多型として同定

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表１．本研究で同定された新規の疾患感受性遺伝子(SNP)もしくは新規血液学的形質マーカー
SNP ID

アレルa

染色体位置（GRCh38）

収縮期血圧

rs11917356

G→A

3: 130391707

COL6A5血清尿酸値

rs55975541

G→A

11: 64829729

CDC42BPG

⼆型糖尿病罹患率と空腹時血糖値

rs6414624

C→T

4: 5741785

EVC

⼆型糖尿病罹患率と空腹時血糖値

rs78338345

C→G

17: 75242428

GGA3

肥満指数（男性のみ）

rs9491140

C→T

6: 124370091

NKAIN2

肥満指数（男性のみ）

rs145848316

C→A

7: 152185587

KMT2C肥満指数（⼥性のみ）

rs7863248

T→C

9: 85693212

AGTPBP1

LDLコレステロール

rs34902660

C→A

6: 25850874

SLC17A3

LDLコレステロール

rs1042127

T→G

6: 31116393

CDSN

HDLコレステロール

rs925368

G→A

12: 109953174

TCHP

HDLコレステロール

rs74416240

A→G

12: 109904793

GIT2

HDLコレステロール

rs7969300

T→C

12: 111555908

ATXN2

HDLコレステロール

rs12231744

C→T

12: 112039251

NAA25

虚血性⼼疾患罹患率

rs4606855

G→C

19: 14658527

ADGRE3

虚血性⼼疾患罹患率

rs3746414

G→A

20: 52152840

ZFP64

虚血性⼼疾患罹患率

rs7132908

G→A

12: 49869365

FAIM2

脳梗塞⼼疾患罹患率

rs6580741

G→C

12: 50333923

FAM186A

脳梗塞⼼疾患罹患率

rs1324015

G→A

13: 43153713

LINC00400

脳梗塞⼼疾患罹患率

rs884205

G→T

18: 62387624

TNFRSF11A

赤血球数

rs4686683

C→A

3: 185589575

SENP2

平均赤血球容積rs3917688

G→A

1: 169621842

SELP

白血球数

rs3133745

C→T

8: 95522578

C8orf37-AS1

好塩基球数

rs12338

G→C

8: 11853379

CTSB

好中球数

rs13121954

G→A

4: 147102677

4q31.2

好酸球数

rs7584099

G→A

2: 147720767

2q22.3好酸球数

rs1579219

G→A

6: 30256528

HCG17

好酸球数

rs10757049

A→G

9: 19281503

DENND4C

単球数

rs395967

A→G

5: 38842857

OSMR-AS1

表現型a遺伝子座

メジャーアレル → マイナーアレル

された（P ＝ 3.7×10-12）。

2.3 二型糖尿病の縦断的 EWAS

このSNPのマイナーアレルは、東アジア集団に糖尿病罹患率、空腹時血糖値、ヘモグロビンA1cおいてその頻度（10–18％）が他の⺠族集団（南アの縦断データを用いて解析を行なった結果、EVCジアやヨーロッパ、アフリカ：0–0.3％）に比べてとGGA3遺伝子のSNP（rs6414624とrs78338345）高く、このSNPによる病気への感受性は東アジアが新規の二型糖尿病遺伝子多型として同定された特異的であることが示唆された。本解析結果は、（P < 2.26×10−7）。このうちGGA3のSNPにおいて、国際学術誌の「Molecular Genetics and Genomics」

マイナーアレルは東アジアでしかほとんど観察さに掲載された。

れず、東アジア特異的な感受性遺伝子であること

2)が示唆された。これらの結果は、国際学術誌の「Genomics」3)に掲載された。

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2.4 肥満・メタボリックシンドロームの縦断的C8orf37-AS1、SELP、4q31.2、CTSB、OSMR-AS1、2q22.3、HCG17、DENND4C）が新規関連マーカ

EWAS
本解析では、疾患罹患率と肥満指数（BMI）のーとして同定された（FDR < 0.05）。中でも好中データを用いてSNPとの関連をGEEにより調査し球と関連を示したCTSB分子は好中球から放出さた。その結果、３つの遺伝子（NKAIN2、KMT2C、れることが報告されており、結果と矛盾しない。

AGTPBP1）が新規の肥満感受性遺伝子と同定さ同定遺伝子のいくつかはまだ機能が不明なものもれた（FDR < 0.05）。これらの遺伝子は主に神経あるが、SELPのように血液学的形質と関わりがあ症性障害に関わることが報告されており、精神疾る遺伝子も含まれている。本解析結果は、国際学患に関わる因子との相互作用が示唆された。本研

術誌の「Physiological Genomics」7)に掲載された。

究結果は、国際学術誌の「Physiological Genomics」
4)

３．発表（研究成果の発表）に掲載された。

1) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,
2.5 脂質異常症の縦断的 EWAS

Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y

脂質異常症罹患率と血清トリグリセリド、HDL(2017) Longitudinal exome-wide association

コレステロール、LDLコレステロールの検査値をstudy to identify genetic susceptibility loci for用いて脂質異常症の縦断的EWASを行なった。

hypertension in a Japanese population.

GEEによる検定の結果、４つ（ TCHP 、 GIT2 、Experimental & Molecular Medicine, 49(12):ATXN2、NAA25）と２つの遺伝子SNP（SLC17A3、e40

CDSN）が、それぞれ低HDLコレステロール血症

2) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,と高LDLコレステロール血症の新規感受性遺伝子Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y−6多型として同定された（P < 2.03 × 10 ）。中でも(2018) Identification of CDC42BPG as a novel

SLC17A3のrs34902660のマイナーアレル頻度は、

susceptibility locus for hyperuricemia in a

日本集団とアフリカ集団でしかほとんど観察されJapanese population. Molecular Genetics andず、日本集団で最近このアレルの頻度が増加した

Genomics, 293: 371-379

ことが示唆された。本EWASの解析結果は、国際学術誌の「Genomics」5)に掲載された。

3) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y(2018) Two novel susceptibility loci for type 2

2.6 虚血性心疾患・脳梗塞の縦断的 EWAS

diabetes mellitus identified by longitudinal

本解析により、それぞれ３つ遺伝子のSNPを虚exome-wide association studies in a Japanese

血性心疾患（ADGRE3、ZFP64、FAIM2）と脳梗

population. Genomics. (Published online,塞（FAM186A、LINC00400、TNFRSF11A）の感

https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2017.12.010)

受性遺伝子多型として新しく同定した（FDR <4) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,0.05）。これらの遺伝子は主に免疫・炎症反応の調Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y

節に関与していた。本結果は、国際学術誌の(2018) Identification of three genetic variants「Biomedical Reports」 に掲載された。

as novel susceptibility loci for body mass index

6)

in a Japanese population. Physiological
2.7 血液学的形質の縦断的 EWAS
本 解 析 か ら ９ つ の 遺 伝 子 座 （ SENP2 、Genomics, 50(3): 179-189
5) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,

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Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y(2018) Identification of six novel susceptibilityloci for dyslipidemia using longitudinalexome-wide association studies in a Japanese
population. Genomics. (Published online,https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2018.05.015)
6) Yasukochi Y, Sakuma J, Takeuchi I, Kato K,
Oguri M, Fujimaki T, Horibe H, Yamada Y(2018) Six novel susceptibility loci for coronary
artery disease and cerebral infarction identified
by longitudinal exome-wide association studies
in a Japanese population. Yasukochi Y, Sakuma
J, Takeuchi I, Kato K, Oguri M, Fujimaki T,
Horibe H, Yamada Y (2018) Identification ofnine novel loci related to hematological traits
in a Japanese population. PhysiologicalGenomics. (Published online,
https://doi.org/10.1152/physiolgenomics.000
88.2017)