オミックス解析による遺伝性網脈絡膜疾患、家族性緑内障、先天性視神経委縮症の病因・病態機序の解明
研究課題情報
- 課題管理番号
- 19ek0109282h0003
- 9つの連携分野プロジェクト
難病克服プロジェクト
- 事業名
難治性疾患実用化研究事業
- タグ(2019)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 眼および付属器の疾患
- タグ(2018)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 眼および付属器の疾患
- タグ(2017)
研究の性格: 研究基盤及び創薬基盤の整備研究<創薬技術・ICT基盤・プラットフォーム関係含む>
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: 眼および付属器の疾患
- 代表研究機関
- 独立行政法人国立病院機構東京医療センター
- 研究代表者
(2019) 岩田岳, 独立行政法人国立病院機構東京医療センター, 臨床研究センター・分子細胞生物学研究部 部長
(2018) 岩田岳, 独立行政法人国立病院機構東京医療センター, 独立行政法人国立病院機構東京医療センター臨床研究センター・分子細胞生物学研究部 部長
(2017) 岩田岳, 独立行政法人国立病院機構東京医療センター, 臨床研究センター・分子細胞生物学研究部 部長
- 研究期間
- 2017年度 - 2019年度
- 課題への総配分額
- 237,110 千円
- 研究概要(2019)
- 難病プラットフォームデータベースと東京医療センターのgenotype-phenotypeデータベース(GenEye)との相互通信体制を構築する。患者および親族のDNA検体は全エクソームシークエンスあるいは全ゲノムシークエンスを行い、東京医療センターの遺伝子解析システムを用いて家系単位での病因遺伝子変異の探索を行う。解析結果はGenEyeシステムに収集され、症例情報と連結されてDNAは全エクソームシークエンスあるいは全ゲノムシークエンスを行い、東京医療センターの遺伝子解析システムを用いて家系単位での病因遺伝子変異の探索する。さらに遺伝子変異によって生成される変異体タンパク質の分子細胞生物学的な機能解析を行る。病因ヒト遺伝子とマウス遺伝子との相同性が極めて高い場合には、CRISPR/Cas9による患者と同じアミノ酸に改変したノックイン・マウスを作製し、病理学的な変化を経時的に解析する。
- 研究概要(2018)
- 遺伝性網脈絡膜疾患には網膜色素変性、黄斑ジストロフィーなど36疾患が含まれ、国内に約5万人の患者がいると推定されている。本拠点研究班は全国の38大学眼科施設や学会、患者協会と連携し、オールジャパン体制で病因・病態機序の解明、難病プラットフォームの事務局を設立し、個人情報を含むGenotype-Phenotypeデータベースを構築し、1,403家系の全エクソーム解析を行った。
- 研究概要(2017)
研究成果情報
2019
2018
2017
成果の概要
keyboard_arrow_down
ヒトは情報の約8割を視覚情報に頼っており、特に網膜への障害は重篤な視機能低下をもたらす。視細胞が障害される遺伝性網脈絡膜疾患の多くは希少難病であり、5千人から数万人に1人の頻度で発症する。また、家族性の緑内障や視神経委縮症は網膜神経節細胞や網膜グリア細胞などの障害によって発症する。これらの家族性網膜疾患の進行を遅延あるいは治療することは現在困難である。遺伝性網脈絡膜疾患には網膜色素変性や黄斑ジストロフィなど36疾患が含まれ、正確な診断には眼底像、網膜断層像、自発蛍光像、視野、網膜電図などの検査を必要とする。すでに欧米での研究によって270以上の病因遺伝子が明らかにされており、診断率も約60%である。日本人の患者家系を対象とした我々の解析では2011年度には17%、2019年度には53%まで向上している。遺伝子解析の結果、日本人患者の約7割は未知遺伝子変異によって発症していることが明らかにされ、診断や治療に対して日本人独自の体制が求められる。本研究では1,450家系、2,774検体(2020年3月31日)を収集し、2,094検体の全エクソーム・全ゲノム解析を行い、日本人家系の約半数の遺伝子変異を明らかにすることができた。遺伝子外の領域ではノンコーディングRNAの転写が盛んに行われてことから、ヒト網膜のNET-CAGE解析を行い、23,883の網膜特異的な未知エンハンサー領域を同定して、遺伝子外のゲノム変異と疾患との相関を解析中である。解析された家系の約11%に当たる約120家系については新規病因遺伝子による発症が予測され、これを証明するための変異体タンパク質の機能解析が、プロテオーム解析、ノックインマウス、患者iPS細胞などを用いて行われている。ゲノム編集による疾患マウスが複数作製され、疾患カニクイザルについても作製中である。オールジャパン体制で臨むこの研究班に対して、国内外の製薬企業から治験に関する問い合わせを多数寄せられている。難病プラットフォームeCatchデータベースやGlobal Eye Genetics Consortium データベースGenEyeを完成させ、国内外の情報が集約されることになる。
学会誌・雑誌等における論文一覧
keyboard_arrow_down
1. Katagiri S, Hayashi T, Nakamura M, Mizobuchi K, Gekka T, Komori S, Ueno S, Terasaki H, Sakuramoto H, Kuniyoshi K, Kusaka S, Nagashima R, Kondo M, Fujinami K, Tsunoda K, Matsuura T, Kondo H, Yoshitake K, Iwata T, Nakano T. RDH5-Related Fundus Albipunctatus in a Large Japanese Cohort. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020 Mar 9;61(3):53. doi: 10.1167/iovs.61.3.53. PubMed PMID: 32232344.
2. Yang L, Fujinami K, Ueno S, Kuniyoshi K, Hayashi T, Kondo M, Mizota A, Naoi N, Shinoda K, Kameya S, Fujinami-Yokokawa Y, Liu X, Arno G, Pontikos N, Kominami T, Terasaki H, Sakuramoto H, Katagiri S, Mizobuchi K, Nakamura N, Mawatari G, Kurihara T, Tsubota K, Miyake Y, Yoshitake K, Iwata T, Tsunoda K; JEGC study group. Genetic Spectrum of EYS-associated Retinal Disease in a Large Japanese Cohort: Identification of Disease-associated Variants with Relatively High Allele Frequency. Sci Rep. 2020 Mar 26;10(1):5497. doi: 10.1038/s41598-020-62119-3. PubMed PMID: 32218477; PubMed Central PMCID: PMC7099090.
3. Mabuchi F, Mabuchi N, Sakurada Y, Yoneyama S, Kashiwagi K, Iijima H, Yamagata Z, Takamoto M, Aihara M, Iwata T, Hashimoto K, Sato K, Shiga Y, Nishiguchi KM, Nakazawa T, Akiyama M, Kawase K, Ozaki M, Araie M; Japan Glaucoma Society Omics Group (JGS-OG). Genetic variants associated with the onset and progression of primary open-angle glaucoma. Am J Ophthalmol. 2020 Mar 23. pii: S0002-9394(20)30114-8. doi: 10.1016/j.ajo.2020.03.014. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 32217119.
4. Kuniyoshi K, Hayashi T, Kameya S, Katagiri S, Mizobuchi K, Tachibana T, Kubota D, Sakuramoto H, Tsunoda K, Fujinami K, Yoshitake K, Iwata T, Nakano T, Kusaka S. Clinical Course and Electron Microscopic Findings in Lymphocytes of Patients with DRAM2-Associated Retinopathy. Int J Mol Sci. 2020 Feb 16;21(4). pii: E1331. doi: 10.3390/ijms21041331. PubMed PMID: 32079136; PubMed Central PMCID: PMC7072995.
5. Mawatari G, Fujinami K, Liu X, Yang L, Fujinami-Yokokawa Y, Komori S, Ueno S, Terasaki H, Katagiri S, Hayashi T, Kuniyoshi K, Miyake Y, Tsunoda K, Yoshitake K, Iwata T, Nao-I N; JEGC study group. Correction to: Clinical and genetic characteristics of 14 patients from 13 Japanese families with RPGR-associated retinal disorder: report of eight novel variants. Hum Genome Var. 2020 Feb 10;7:3. doi: 10.1038/s41439-019-0086-2. eCollection 2020. PubMed PMID: 32047640; PubMed Central PMCID: PMC7008114.
6. Hayashi T, Katagiri S, Mizobuchi K, Yoshitake K, Kameya S, Matsuura T, Iwata T, Nakano T. Heterozygous GGC repeat expansion of NOTCH2NLC in a patient with neuronal intranuclear inclusion disease and progressive retinal dystrophy. Ophthalmic Genet. 2020 Feb 10:1-3. doi: 10.1080/13816810.2020.1723119. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 32039647.
7. Li H, Yuan S, Minegishi Y, Suga A, Yoshitake K, Sheng X, Ye J, Smith S, Bunkoczi G, Yamamoto M, Iwata T. Novel mutations in malonyl-CoA-acyl carrier protein transacylase provoke autosomal recessive optic neuropathy. Hum Mol Genet. 2020 Jan 9. pii: ddz311. doi: 10.1093/hmg/ddz311. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 31915829.
8. Mizobuchi K, Hayashi T, Katagiri S, Yoshitake K, Fujinami K, Yang L, Kuniyoshi K, Shinoda K, Machida S, Kondo M, Ueno S, Terasaki H, Matsuura T, Tsunoda K, Iwata T, Nakano T. Characterization of GUCA1A-associated dominant cone/cone-rod dystrophy: low prevalence among Japanese patients with inherited retinal dystrophies. Sci Rep. 2019 Nov 14;9(1):16851. doi: 10.1038/s41598-019-52660-1. PubMed PMID: 31728034.
9. Nakamura N, Tsunoda K, Mizuno Y, Usui T, Hatase T, Ueno S, Kuniyoshi K, Hayashi T, Katagiri S, Kondo M, Kameya S, Yoshitake K, Fujinami K, Iwata T, Miyake Y. Clinical Stages of Occult Macular Dystrophy Based on Optical Coherence Tomographic Findings. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2019 Nov 1;60(14):4691-4700. doi: 10.1167/iovs.19-27486. PubMed PMID: 31725168.
10. Kubota D, Oishi N, Gocho K, Kikuchi S, Yamaki K, Igarashi T, Takahashi H, Ishida N, Iwata T, Mizota A, Kameya S. Novel homozygous in-frame deletion of GNAT1 gene causes golden appearance of fundus and reduced scotopic ERGs similar to that in Oguchi disease in Japanese family. Ophthalmic Genet. 2019 Nov 7:1-8. doi: 10.1080/13816810.2019.1686159. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 31696758.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
keyboard_arrow_down
1. <学会・研究会発表>Takeshi Iwata. Global Eye Genetics Consortium: International Research Platform for Genetic Eye Diseases. (Oral), The Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) annual meeting, 2019, Vancouver, Canada, 2019/4/27-5/2, Oral.
不明 / 口頭
2. <学会・研究会発表>Takeshi Iwata. Mechanisms of transcriptional regulation of ARMS2/HTRA1 locus as risk factor for age-related macular degeneration. (Poster), The Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) annual meeting, 2019, Vancouver, Canada, 2019/4/27-5/2, Poster.
不明 / ポスター
3. <学会・研究会発表>Takeshi Iwata. Japan, Asia and the Global Eye Genetics Consortium: A Research Based Consortium for Advances in Vision Research. Guangzhou Forum of Global Ophthalmic Genetics 2019, Guangzhou, China, 2019/5-16-17, Oral.
不明 / 口頭
4. <学会・研究会発表>岩田岳、網脈絡膜ジストロフィの最前線(JEGCスタディ総括、Part1)、第67回日本臨床視覚電気生理学会、両国 東京、2019/6/28、口頭。
不明 / 口頭
5. <学会・研究会発表>岩田岳、網脈絡膜ジストロフィの最前線(JEGCスタディ総括、Part2)、第67回日本臨床視覚電気生理学会、両国 東京、2019/6/28、口頭。
不明 / 口頭
6. <学会・研究会発表>Takeshi Iwata, Keynotes Session】Elucidating Molecular Mechanisms and Developing Therapeutics for Retinal Diseases Through International Collaborations. International Conference on Eye Diseases 2019, Florida USA, 2019/7/15-17, Oral.
不明 / 口頭
7. <学会・研究会発表>岩田岳、創薬ターゲットとしてのセリンプロテアーゼHtra1-座長-「加齢黄斑変性症とHtra1遺伝子多型」、第4回日本病態プロテアーゼ学会学術集会、岐阜市、2019/8/2-3、口頭。
不明 / 口頭
8. <学会・研究会発表>Akiko Suga, Megumi Yamamoto, Takeshi Iwata, Gene editing of mouse Lrrtm4, a bipolar synaptic protein, responsible for macular dystrophy in human, shows photoreceptor degeneration by light stimulation, Vancouver Canada, 2019/5/2, Poster.
不明 / ポスター
9. <招待・基調講演>Takeshi Iwata, Elucidating Molecular Mechanisms of Retinal Diseases Through International Collaborations, The 2nd International Conference of Genomics on Eye Genetic Technology Light up, Shenyang, China, 2019/9/3.
不明 / 講演
10. <招待・基調講演>Takeshi Iwata, Elucidating Molecular Mechanisms of Inherited Retinal Diseases Through Japan and Global Eye Genetics Consortium, Vision Research Special Seminar, Baylor College of Medicine, Houston, USA, 2019/10/18.
不明 / 講演