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である。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. 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推進した。心房細動患者群、心不全患者群において、遺伝多型と代謝産物と関連する遺伝子多型を明らかにした。今後、これらの代謝産物と予後の状態などの臨床情報との関連を調べるとともに、予測モデルの構築を試みる。


2. 特発性心室細動の罹患者を有する家系に対し、全ゲノム・全エクソーム解析を実施した。解析の結果、特発性心室細動の新規原因遺伝子変異の候補を同定した。


3. DNAアレイ解析による脳動脈解離、家族性高コレステロール血症の新規関連遺伝子の探索を実施し、候補関連遺伝子を明らかにした。


4. 家族性高コレステロール血症の罹患者を有する家系の次世代シーケンサーによる全エクソンデータに対し、ゲノム情報解析を実施した。解析の結果、これまでの研究では原因遺伝子変異の判断が定まっていなかった遺伝子変異(LDLR c.344G>A)は、原因遺伝子変異ではないことを示した。家族性高コレステロール血症の原因遺伝子変異(ApoB c.10580G>A)が、日本人集団にも存在することを初めて明らかにした。


5. 当部で構築したパイプラインを用いたゲノム解析により得られた、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、周産期心筋症などの遺伝子変異・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のさらなる促進が可能になる。

1. Matsunaga H, Ito K, Akiyama M, Takahashi A, Koyama S, Nomura S, Ieki H, Ozaki K, Onouchi Y, Sakaue S, Suna S, Ogishima S, Yamamoto M, Hozawa A, Satoh M, Sasaki M, Yamaji T, Sawada N, Iwasaki M, Tsugane S, Tanaka K, Arisawa K, Ikezaki H, Takashima N, Naito M, Wakai K, Tanaka H, Sakata Y, Morita H, Sakata Y, Matsuda K, Murakami Y, Akazawa H, Kubo M, Kamatani Y, Komuro I. Transethnic Meta-Analysis of Genome-Wide Association Studies Identifies Three New Loci and Characterizes Population-Specific Differences for Coronary Artery Disease. Circulation: Genomic and Precision Medicine. 13, 128-138, 2020.
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