創薬オミックス解析センターは平成27年4月に設立され、オミックス解析推進室、ゲノム系解析室、プロテオーム系解析室、統合オミックス情報解析室の4つの室からなる。循環器疾患により引き起こされる組織、細胞、体液中の生体分子の変化や変動を、ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、エピゲノム解析などの方法で網羅的、高精度に測定し、蓄積された生体分子情報に基づき、１）疾患発症に関わる分子機序を明らかにする、２）疾患や病態、予後を診断、評価する方法を開発する、３）創薬標的となる分子を発見し、医薬品開発に応用する、４）これらを総合して、個別化医療の実現に貢献することを目標としている。

平成30年度には、ゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームの解析技術の整備を進めると共に、RNA-seq解析について多数の受託解析を実施した。多層オミックス解析より見出したバイオマーカー候補より、血中濃度の測定により発症診断が可能なマーカー候補を選出し、バイオバンク試料を用いて検証し、特許出願した。病院のゲノム医療部、遺伝子検査室と協力して、次世代シーケンサ（NGS）を用いる遺伝子検査システムの構築準備を進めた。日本医療研究開発機構（AMED）のゲノムや難治疾患研究の支援体制を作り、研究を推進した。大阪大学微生物病研究所(阪大微研)とは、昨年度締結した連携協定に基づいて多様な解析を行った。

各研究室における研究概要は以下の通りである

• オミックス解析推進室では、ゲノム医療の推進を図り、臨床オミックス検査の実現を目指すために、当センターが対象とすべき疾患、実施内容を選定し、解析必要数を推定し、外部医療機関及び研究機関、学会等との連携を基盤として、大型研究費の申請を行った。
  遺伝子検査・研究用検体の登録と管理、遺伝子検査結果の記録・報告の基盤となる遺伝子検査情報管理システム構築を情報統括部、遺伝子検査室、バイオバンクと協力して推進した。
  外部機関との連携においては、阪大微研と連携協定に基づき、多数の試料のRNA-seq解析、細菌遺伝子の解析などを行った。
  

• ゲノム系解析室では、ゲノム解析、トランスクリプトーム解析、エピゲノム(DNAメチル化：メチローム)解析を推進し、外部機関との連携や解析の実施、分析技術の導入・活用に努めた。
  また、組織試料、血液試料から調製したDNAやRNAについて、十分な品質評価を行った上で、NGSを用いた循環器疾患病因遺伝子に対するパネル化遺伝子解析、RNA-seq解析、全ゲノム解析などを実施した。
  マルファン症候群と類縁疾患については、臨床実装に向けてパネル化した遺伝子解析システムの作成を進めた。
  ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）試料から抽出した分解度の高いRNAについても、RNA-seq解析を可能とする手法を確立し、モデル動物の組織を用いて検証した。
  

• プロテオーム系解析室では、昨年度に引き続き、超微量試料のプロテオーム解析手法やデータ解析システムの導入・開発に努め、FFPE試料やエクソソーム試料等の様々な超微量試料に対応可能なプロテオーム解析手法の開発を進めた。
  蓄積してきたオミックス解析情報を用いて、新規バイオマーカーの探索や測定意義の検証を進めた。新たな循環調節ペプチドについても特異的測定法を確立し、臨床検体を用いて測定意義の検証を進めた。
  さらにプロテオーム解析の受託解析を開始し、研究所内の問題解決に向けた先進的技術の普及に努めた。大阪北部地震により質量分析計は被害を受けたが、現有機の機能回復と共に、新規機器の導入に向けて検討を進めた。
  

• 統合オミックス情報解析室では、ゲノムやトランスクリプトーム、プロテオーム解析などの多層オミックス解析から得られた大規模データの解析研究を推進し、これらのオミックス解析情報を繋ぐ解析を推進するため、統合オミックス解析のデータ解析手法の検討を進めた。
  遺伝性不整脈、家族性高コレステロール血症、重症心不全をはじめとするさまざまな循環器疾患の発症に関わる分子機序の同定、診断用バイオマーカーの探索を、病院や研究所と協力して実施した。
  

• オミックス医療を実現化するために、AMEDなどの研究予算の獲得を目指して、病院診療科、研究所、外部機関、難治性疾患研究班や関連学会から情報を収集し、対象疾患、研究目標、オミックス解析内容と解析数、他機関との連携、データ共有方法などについて検討し、ゲノムや難治性疾患領域で計画案を作成し、提案に努めた。
• 病院ゲノム医療部や情報統括部、バイオバンクと共同して、内外より検体を受け付け、遺伝子検査を実施し、結果の登録、報告までを記録、管理する遺伝子検査情報管理システムを構築し、不整脈などより順次実施に移した。
• 阪大微研とゲノム、メタゲノム、トランスクリプトーム解析とデータ解析、循環器病に対する感染症関与の解明における連携協定を昨年度に締結した。これを活用して、RNA-seq解析を推進すると共に、代謝性疾患の腸内細菌叢を解析する共同研究を開始した。
• 移転後のオープンイノベーションセンターには、臨床研究における研究データの保管機能、統計解析やデータマイニングに使用する計算機能を有する新規サーバをバイオバンクと共同して導入、設置するため、その仕様や運用について協議、確定し、次年度に運用を開始する予定である。

• 多様な品質評価法を設定し、調製するDNAやRNAの品質の向上に努め、ゲノム系解析におけるSOP作成を進めた。新規の解析技術の導入や向上に努め、多様なゲノム関連解析を実施可能とした。
• 昨年度に開始したRNA-seq解析技術の習熟が進み、本年度は阪大微研と連携した解析と合わせて20件（234検体）の受託解析を実施した。
• 心筋症、不整脈の原因遺伝子を中心としたパネル化遺伝子解析を、合計60検体で実施し、これらの原因遺伝子の変異などをリスト化した。
• 病院周産期科と協力し、周産期心筋症の原因探索のために全ゲノム解析を8例で実施した。特発性血栓症患者についても、対象遺伝子の包括的なゲノム情報収集を進めた。
• マルファン症候群と類縁疾患の原因遺伝子15種について、ゲノム医療部と共同してパネル化遺伝子解析システムの開発を進め、次年度の解析開始を目指している。
• FFPE試料から抽出した分解程度の高いRNAからのRNA-seq解析を実現可能とする手法を確立し、モデル動物を用いた検証実験において、新鮮凍結組織からのRNA-seq解析と同等の結果が得られることを確認した。
• 血液よりエクソソームを調製し、内包されるRNAの解析技術の確立と解析に着手した。

• 国立国際医療センター、国立精神神経医療センターと共同で、尿あるいは脳脊髄液中の診断用バイオマーカーの探索研究を推進した。改良した前処理法を用いて、尿試料、脳脊髄液試料のプロテオーム解析情報を取得し、各疾患患者をサブグループに分離するバイオマーカーの探索を開始した。
• 重症心不全における左室補助人工心臓（LVAD）装着によるリバースリモデリングの予測法の開発研究を推進した。予測アルゴリズムの精度向上および検証のために、新たに約50例の心筋組織試料でのプロテオーム、トランスクリプトーム、メチローム解析データを取得した。
• 拡張型心筋症の鑑別診断マーカーを産業技術総合研究所と共同して探索し、メチローム情報が有用であることを見出し、情報の取得対象と方法について、検討を進めた。重症心不全における心機能評価マーカー候補を絞り込み、有用性が高いと推定されるマーカーの評価を開始した。
• 多層的疾患オミックス解析研究より見出したタンパク質の血液濃度を測定することで動脈硬化関連疾患の検出が可能であることを見出し、新規診断用マーカーとして特許出願した。
• 当センター内におけるプロテオーム受託解析を開始すると共に、解析技術の高感度化、高精度化に努めた。
• 極微量のFFPE試料から高効率にタンパク質を回収し、プロテオーム解析を実現可能な手法を確立した。
• 血液エクソソームの高純度調製法を確立すると共に、プロテオーム解析を開始した。疾患モデル動物においては、組織の病的変動に相関するタンパク質変動をエクソソーム内で検出できる可能性を見出した。
• C型ナトリウム利尿ペプチドの高感度測定系（CLEIA）が、ヒトを含む哺乳類CNPを特異的に検出、定量できることを確認し、従来は測定が困難であった低濃度の組織や血液のCNPが測定可能となった。これに基づき、血液試料などの測定、解析を開始した。
• プレートと抗体の選択、抗体標識法などの改良により、マウスOsteocrin（OSTN）に続いてヒトOSTNの特異的、高感度CLEIAを構築した。しかし、両測定法とも、正確な濃度測定には共通した問題点があることが示され、その原因究明に着手した。

• 昨年度の引き続き、心筋症や不整脈関連病因遺伝子に対する包括的なパネル化遺伝子解析を行い、得られた変異などの結果と臨床情報を組み合わせて解析し、in-house情報の蓄積に努めた。プロテオーム系解析室と共同して、リバースリモデリングを評価可能とするバイオマーカーの探索、及び変動する分子経路の同定に関する研究を推進した。特に本年度は、リバースリモデリングが期待される試料が得られ、詳細なトランスクリプトーム解析を開始した。
• 蓄積されてきたオミックス解析情報を活用する方法を検討するために、病態ゲノム医療部と共同して、多層のオミックス解析データを統合して解析する方法、バイオマーカー候補の選出及び検証に至る各過程について検討を開始した。
• 遺伝性不整脈、家族性高コレステロール血症、重症心不全をはじめとするさまざまな循環器疾患について、ゲノム、プロテオーム、トランスクリプトーム解析などの情報が蓄積されてきたので、これらの情報と臨床情報を用いて、発症や病態形成に関わる分子機序の同定、発症・病態・予後などの診断用バイオマーカーの探索を、病院や研究所と協力して進めている。

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