病気のなりやすさ、薬の効きやすさ、副作用の起こりやすさなどの表現型は人それぞれで異なり、昔は体質とひとくくりにされてきた。現在は、表現型の多くは遺伝子が関与していることがわかっている。人には30億のDNA配列があり、大部分は共通だが、一部は人によって異なる。その違いにより病気のなりやすさなどの表現型が異なる。DNAアレイや次世代シーケンサーをはじめとする技術革新により、30億のDNA配列の解読が可能になった。ヒトの疾患研究は加速され、単一遺伝子疾患や生活習慣病などの多くの原因遺伝子が同定された。現在では、DNA配列のみではなく、全遺伝子発現などのオミックス情報なども得ることができる。

　病態ゲノム医学部では、情報系研究室としてゲノムを中心としたオミックス解析の研究を行っている。遺伝統計学、統計学、計算機科学の観点から、循環器病をはじめとするヒトの疾患メカニズムや薬剤応答などの表現型の解明を目指す。オミックス情報のデータ量は膨大であり、情報解析が非常に重要となる。我々は膨大なデータを解析することによりヒトの表現型の違いの原因を探索している。表現型のメカニズムは複雑だが、その本質はシンプルであると考え、膨大なデータからシンプルな本質を見つけ出すことを目指している。ゲノム研究の観点からは循環器疾患は希少難病疾患、生活習慣病と対象が広範囲となる。当部では、希少難病疾患、生活習慣病の両領域を対象として、研究を行っている。

主な研究テーマは以下である。

1. 希少難病疾患の新規原因遺伝子の探索
2. 生活習慣病の新規関連遺伝子の探索と発症予測モデルの構築
3. ゲノム・メタボロームの統合解析
4. 循環器疾患の遺伝子変異・多型データベースの構築

1. 家族性高コレステロール血症の罹患者を有する大家系の次世代シーケンサーによる全ゲノムデータに対し、情報解析を実施した。解析の結果、罹患者に特有の原因遺伝子変異を同定した。
2. 心不全および心房細動のDNAアレイによる網羅的ゲノム解析およびメタボローム解析の研究を開始した。心房細動に関連する遺伝多型と代謝産物との関連が示唆された。今後、サンプルサイズを増やすとともに予後の状態などの予測モデルの構築を実施する予定である。DNAアレイ解析による動脈解離、家族性高コレステロール血症の新規関連遺伝子の探索も開始した。
3. 全エクソーム解析、全ゲノム解析による家族性高コレステロール血症、特発性心室細動、肥大型心筋症、周産期心筋症の新規原因遺伝子の探索を行っている。当部が構築した次世代シーケンサーの解析パイプラインを用いて、遺伝子変異検出を実施し、原因となる変異の候補を絞り、疾患原因遺伝子の同定を試みている。
4. 不整脈、家族性高コレステロール血症のサンガー法による遺伝子検査の解析システムを構築した。挿入・欠失変異の塩基配列なども自動で検出でき、解析システムの高度化を達成し、高精度の変異情報の集積が可能になった。
5. 当部で構築したパイプラインのゲノム解析により得られた遺伝子変異・多型のデータベース化を行った。遺伝子多型・変異情報は、ゲノム解析研究には重要であり、構築した in-house データベースにより、循環器疾患のゲノム解析がさらなる促進が可能になる。

1. Tanikawa C, Kamatani Y, Toyoshima O, Sakamoto H, Ito H, Takahashi A, Momozawa Y, Hirata M, Fuse N, Takai-Igarashi T, Shimizu A, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Naito M, Hishida A, Wakai K, Furusyo N, Murakami Y, Nakamura Y, Imoto I, Inazawa J, Oze I, Sato N, Tanioka F, Sugimura H, Hirose H, Yoshida T, Matsuo K, Kubo M, Matsuda K. Genome-wide association study identifies gastric cancer susceptibility loci at 12q24.11-12 and 20q11.21. Cancer Science. 109, 4015-4024, 2018.
2. Tanikawa C, Kamatani Y, Takahashi A, Momozawa Y, Leveque K, Nagayama S, Mimori K, Mori M, Ishii H, Inazawa J, Yasuda J, Tsuboi A, Shimizu A, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Naito M, Wakai K, Koyama T, Takezaki T, Yuji K, Murakami Y, Nakamura Y, Kubo M, Matsuda K. GWAS identifies two novel colorectal cancer loci at 16q24.1 and 20q13.12. Carcinogenesis. 39, 652-660, 2018.
3. van Zuydam NR, Ahlqvist E, Sandholm N, Deshmukh H, Rayner NW, Abdalla M, Ladenvall C, Ziemek D, Fauman E, Robertson NR, McKeigue PM, Valo E, Forsblom C, Harjutsalo V, Perna A, Rurali E, Marcovecchio ML, Igo RP, Salem RM, Perico N, Lajer M, Karajamaki A, Imamura M, Kubo M, Takahashi A, Sim XL, Liu JJ, van Dam RM, Jiang GZ, Tam CHT, Luk AOY, Lee HM, Lim CKP, Szeto CC, So WY, Chan JCN, Ang SF, Dorajoo R, Wang L, Clara TSH, McKnight AJ, Duffy S, Pezzolesi MG, Marre M, Gyorgy B, Hadjadj S, Hiraki LT, Ahluwalia TS, Almgren P, Schulz CA, Orho-Melander M, Linneberg A, Christensen C, Witte DR, Grarup N, Brandslund I, Melander O, Paterson AD, Tregouet D, Maxwell AP, Lim SC, Ma RCW, Tai ES, Maeda S, Lyssenko V, Tuomi T, Krolewski AS, Rich SS, Hirschhorn JN, Florez JC, Dunger D, Pedersen O, Hansen T, Rossing P, Remuzzi G, Brosnan MJ, Palmer CNA, Groop PH, Colhoun HM, Groop LC, McCarthy MI. A Genome-Wide Association Study of Diabetic Kidney Disease in Subjects With Type 2 Diabetes. Diabetes. 67, 1414-1427, 2018.
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5. Shiga Y, Akiyama M, Nishiguchi KM, Sato K, Shimozawa N, Takahashi A, Momozawa Y, Hirata M, Matsuda K, Yamaji T, Iwasaki M, Tsugane S, Oze I, Mikami H, Naito M, Wakai K, Yoshikawa M, Miyake M, Yamashiro K, Kashiwagi K, Iwata T, Mabuchi F, Takamoto M, Ozaki M, Kawase K, Aihara M, Araie M, Yamamoto T, Kiuchi Y, Nakamura M, Ikeda Y, Sonoda KH, Ishibashi T, Nitta K, Iwase A, Shirato S, Oka Y, Satoh M, Sasaki M, Fuse N, Suzuki Y, Cheng CY, Khor CC, Baskaran M, Perera S, Aung T, Vithana EN, Bailey JNC, Kang JH, Pasquale LR, Haines JL, Wiggs JL, Burdon KP, Gharahkhani P, Hewitt AW, Mackey DA, MacGregor S, Craig JE, Allingham RR, Hauser M, Ashaye A, Budenz DL, Akafo S, Williams SEI, Kamatani Y, Nakazawa T, Kubo M. Genome-wide association study identifies seven novel susceptibility loci for primary open-angle glaucoma. Human Molecular Genetics. 27, 1486-1496, 2018.
6. Akiyama M, Takahashi A, Momozawa Y, Arakawa S, Miya F, Tsunoda T, Ashikawa K, Oshima Y, Yasuda M, Yoshida S, Enaida H, Tan X, Yanagi Y, Yasukawa T, Ogura Y, Nagai Y, Takahashi K, Fujisawa K, Inoue M, Arakawa A, Tanaka K, Yuzawa M, Kadonosono K, Sonoda KH, Ishibashi T, Kubo M. Genome-wide association study suggests four variants influencing outcomes with ranibizumab therapy in exudative age-related macular degeneration. Journal of Human Genetics. 63, 1083-1091, 2018.
7. Ikeda M, Takahashi A, Kamatani Y, Okahisa Y, Kunugi H, Mori N, Sasaki T, Ohmori T, Okamoto Y, Kawasaki H, Shimodera S, Kato T, Yoneda H, Yoshimura R, Iyo M, Matsuda K, Akiyama M, Ashikawa K, Kashiwase K, Tokunaga K, Kondo K, Saito T, Shimasaki A, Kawase K, Kitajima T, Matsuo K, Itokawa M, Someya T, Inada T, Hashimoto R, Inoue T, Akiyama K, Tanii H, Arai H, Kanba S, Ozaki N, Kusumi I, Yoshikawa T, Kubo M, Iwata N. A genome-wide association study identifies two novel susceptibility loci and trans population polygenicity associated with bipolar disorder. Molecular Psychiatry. 23, 639-647, 2018.
8. Takeuchi F, Akiyama M, Matoba N, Katsuya T, Nakatochi M, Tabara Y, Narita A, Saw WY, Moon S, Spracklen CN, Chai JF, Kim YJ, Zhang L, Wang CL, Li HX, Li HL, Wu JY, Dorajoo R, Nierenberg JL, Wang YX, He J, Bennett DA, Takahashi A, Momozawa Y, Hirata M, Matsuda K, Rakugi H, Nakashima E, Isono M, Shirota M, Hozawa A, Ichihara S, Matsubara T, Yamamoto K, Kohara K, Igase M, Han S, Gordon-Larsen P, Huang W, Lee NR, Adair LS, Hwang MY, Lee J, Chee ML, Sabanayagam C, Zhao WT, Liu JJ, Reilly DF, Sun L, Huo SF, Edwards TL, Long JR, Chang LC, Chen CH, Yuan JM, Koh WP, Friedlander Y, Kelly TN, Wei WB, Xu L, Cai H, Xiang YB, Lin K, Clarke R, Walters RG, Millwood IY, Li LM, Chambers JC, Kooner JS, Elliott P, van der Harst P, Chen ZM, Sasaki M, Shu XO, Jonas JB, He J, Heng CK, Chen YT, Zheng W, Lin X, Teo YY, Tai ES, Cheng CY, Wong TY, Sim X, Mohlke KL, Yamamoto M, Kim BJ, Miki T, Nabika T, Yokota M, Kamatani Y, Kubo M, Kato N. Interethnic analyses of blood pressure loci in populations of East Asian and European descent. Nature Communications. 9, 5052, 2018.
9. Momozawa Y, Iwasaki Y, Parsons MT, Kamatani Y, Takahashi A, Tamura C, Katagiri T, Yoshida T, Nakamura S, Sugano K, Miki Y, Hirata M, Matsuda K, Spurdle AB, Kubo M. Germline pathogenic variants of 11 breast cancer genes in 7,051 Japanese patients and 11,241 controls. Nature Communications. 9, 4083, 2018.
10. Kanai M, Akiyama M, Takahashi A, Matoba N, Momozawa Y, Ikeda M, Iwata N, Ikegawa S, Hirata M, Matsuda K, Kubo M, Okada Y, Kamatani Y. Genetic analysis of quantitative traits in the Japanese population links cell types to complex human diseases. Nature Genetics. 50, 390-400, 2018.
11. Taira M, Imamura M, Takahashi A, Kamatani Y, Yamauchi T, Araki S, Tanaka N, van Zuydam NR, Ahlqvist E, Toyoda M, Umezono T, Kawai K, Imanishi M, Watada H, Suzuki D, Maegawa H, Babazono T, Kaku K, Kawamori R, Groo LC, McCarth MI, Kadowaki T, Maeda S. A variant within the FTO confers susceptibility to diabetic nephropathy in Japanese patients with type 2 diabetes. PLOS ONE. 13, e0208654, 2018.