先天的・後天的ゲノム情報と臨床情報を用いた関節リウマチの層別化基盤の構築
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25ek0410114h0003
- 統合プロジェクト(三期)
データ利活用・ライフコースプロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
ゲノム・データ基盤プロジェクト<第二期>
- 事業名
免疫アレルギー疾患実用化研究事業
- タグ(2025)
研究開発目的: 予後・生活の質<QOL>に関する研究
研究の性格: 基礎的研究<シーズ・コンセプト検討等>
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む>
補足確認: 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2024)
研究開発目的: 予後・生活の質<QOL>に関する研究
研究の性格: 基礎的研究<シーズ・コンセプト検討等>
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む>
補足確認: 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2023)
研究開発目的: 予後・生活の質<QOL>に関する研究
研究の性格: 基礎的研究<シーズ・コンセプト検討等>
ICD-10大分類: 血液および造血器の疾患ならびに免疫機構の障害
対象疾患領域: 生活習慣病<免疫アレルギー疾患、腎疾患を含む>
補足確認: 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- 代表研究機関
- 国立研究開発法人理化学研究所
- 研究代表者
(2025) 寺尾知可史, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター ゲノム解析応用研究チーム チームディレクター
(2024) 寺尾知可史, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター ゲノム解析応用研究チーム チームリーダー
(2023) 寺尾知可史, 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター ゲノム解析応用研究チーム チームリーダー
- 研究期間
- 2023年度 - 2025年度
- 課題への総配分額
- 70,200 千円
- 研究概要(2025)
- 関節リウマチ(RA)は成人最多の免疫性関節炎である。疾患の発症及び進展の両方で遺伝因子が強くかかわり、いずれも60%前後を遺伝因子で説明できると推定されている。疾患経過を予測するためのRA症例内の層別化解析は困難であって研究は進んでいないが、臨床現場で最も重要で有用なものは発症後の経過の予測であるため、本研究では症例対照研究だけでなく大規模症例内解析を可能にする基盤を構築し、発症や進展を予測するモデルを構築することを目指す。本年度は、引き続きゲノム収集を行うほか、既存の臨床情報の整理を進めるとともに、統一化した臨床情報テンプレートを基に、包括的に臨床情報の取得を行い、完了する。症例内解析と発症や進展予測のモデル構築の解析を進め、非線形の手法や構造多型を含んだ解析を推し進め、最大化された情報を基に最終的な層別化パターンを決定し、関連因子の決定とモデル化を終える。
- 研究概要(2024)
- 関節リウマチ(RA)は成人最多の免疫性関節炎である。疾患の発症及び進展の両方で遺伝因子が強くかかわり、いずれも60%前後を遺伝因子で説明できると推定されている。疾患経過を予測するためのRA症例内の層別化解析は困難であって研究は進んでいないが、臨床現場で最も重要で有用なものは発症後の経過の予測であるため、本研究では症例対照研究だけでなく大規模症例内解析を可能にする基盤を構築し、発症や進展を予測するモデルを構築することを目指す。本年度は、IRB申請や修正を完了し、本格的にゲノム収集を行うほか、既存の臨床情報の整理を進めるとともに、統一化した臨床情報テンプレートを基に、包括的に臨床情報の取得を行う。症例内解析と発症や進展予測のモデル構築の解析を進め、非線形の手法や構造多型を含んだ解析を推し進める。
- 研究概要(2023)
- 関節リウマチは免疫反応により関節組織が障害される有病率の高い自己免疫疾患である。関節リウマチの病態は十分に解明されていないため、2?3割の症例は初期治療に反応せず関節機能障害が進行する。近年、ゲノムワイド関連解析によって関節リウマチのリスク多型が多数報告されている。リスク多型は疾患発症の原因に関わるため、申請者らは、リスク多型の機能を詳細に解析することで関節リウマチの発症原因となる免疫制御異常が明らかになるのではないかと考えた。本年は、エピジェノム・トランスクリプトーム情報を詳細に解析し、rs58107865-LEF1の上流・下流ネットワークを解明する。
研究成果情報
2024
2023
成果の概要
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本研究では、関節リウマチ(RA)に特化したコホートを中心に、関西の大学を中心としたANSWERコホート、京都大学のKURAMAコホート、東京女子医科大学のIORRAコホート、日本医科大学、バイオバンクジャパンのデータを解析する。第二年度は各コホートのデータ整理とデータ集約化に向けた環境構築(倫理委員会申請や修正含む)、遺伝データの拡張を継続して行っている。各コホートにおける取得している臨床情報の整理、共通して取れる情報、共通して臨床情報を取れる現実的な体制の構築を行い、データの拡充を行っている。IORRAコホートから約1000名の臨床情報を取得、ANSWERからも約2800名の臨床情報を受領し, KURAMAからも受領予定である。新規のゲノムデータの作成のためにアレイタイピングとシーケンスを継続して行っている。
RAの遺伝疫学的研究は、疾患数を大きくするため疾患の有無のラベルだけで解析されることが多かった。この手法は有効ではあるが、発症と進展の関連の強さは多型によるため、進展のデータを最大化したデータセットの構築が望ましく、そのデータセットに多層的なデータを統合することによって、将来的なRA発症後の進展様式(副作用の発症、治療反応性など)のモデル化に大きく役立つと考えられる。
さまざまな観点から解析を進めた。先天的多型、後天的多型とRAとの関係においても解析を進めた。日本人の全ゲノムシーケンスデータを鋳型に大規模アレイデータから稀な多型を精度よく推定し、複雑形質に関わる稀な原因多型(日本人特異的なものを含む)を多数同定した。その中で、造血細胞の増殖や分化に関わる受容体型チロシンキナーゼタンパクFLT3をコードする遺伝子領域における日本人特異的なスプライス多型がRAに関わることを見出し、論文化を行った(Koyama et al, Nat Genet 2024)。また、後天的多型では、男性のY染色体喪失モザイク(mLOY)が高齢発症のRAと関連することを見出した(高齢発症RAではmLOYが多い)。高齢発症RAは遺伝的要因の関与が低下することが知られており、後天的変化であるmLOYの関連は高齢発症RAの非先天遺伝的要因の影響の相対的な上昇と合致する結果であった。興味深いことに、非高齢発症の関節リウマチではむしろ減少していた。mLOYと高齢発症RAとの関連は遺伝的なリスクと相互作用しており、このことは、先天的遺伝要素と後天的要因の相互作用を示唆している(Uchiyama et al, Ann Rheum Dis 2025)。
RAの遺伝疫学的研究は、疾患数を大きくするため疾患の有無のラベルだけで解析されることが多かった。この手法は有効ではあるが、発症と進展の関連の強さは多型によるため、進展のデータを最大化したデータセットの構築が望ましく、そのデータセットに多層的なデータを統合することによって、将来的なRA発症後の進展様式(副作用の発症、治療反応性など)のモデル化に大きく役立つと考えられる。
さまざまな観点から解析を進めた。先天的多型、後天的多型とRAとの関係においても解析を進めた。日本人の全ゲノムシーケンスデータを鋳型に大規模アレイデータから稀な多型を精度よく推定し、複雑形質に関わる稀な原因多型(日本人特異的なものを含む)を多数同定した。その中で、造血細胞の増殖や分化に関わる受容体型チロシンキナーゼタンパクFLT3をコードする遺伝子領域における日本人特異的なスプライス多型がRAに関わることを見出し、論文化を行った(Koyama et al, Nat Genet 2024)。また、後天的多型では、男性のY染色体喪失モザイク(mLOY)が高齢発症のRAと関連することを見出した(高齢発症RAではmLOYが多い)。高齢発症RAは遺伝的要因の関与が低下することが知られており、後天的変化であるmLOYの関連は高齢発症RAの非先天遺伝的要因の影響の相対的な上昇と合致する結果であった。興味深いことに、非高齢発症の関節リウマチではむしろ減少していた。mLOYと高齢発症RAとの関連は遺伝的なリスクと相互作用しており、このことは、先天的遺伝要素と後天的要因の相互作用を示唆している(Uchiyama et al, Ann Rheum Dis 2025)。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Shunsuke Uchiyama Yuki Ishikawa Katsunori Ikari Suguru Honda Keiko Hikino Eiichi Tanaka Yoichiro Kamatani Takahisa Gono Giulio Genovese Masataka Kuwana Chikashi Terao.Mosaic loss of chromosome Y characterises late-onset rheumatoid arthritis and contrasting associations of polygenic risk score based on age at onset. Ann Rheum Dis. 2025 Feb 19:S0003-4967(25)00184-0
2. Kevin S O'Connell Maria Koromina Tracey van der Veen Toni Boltz Friederike S David Jessica Mei Kay Yang Keng-Han Lin Xin Wang Jonathan R I Coleman Brittany L Mitchell Caroline C McGrouther Aaditya V Rangan Penelope A Lind Elise Koch Arvid Harder Nadine Parker Jaroslav Bendl Kristina Adorjan Esben Agerbo Diego Albani Silvia Alemany Ney Alliey-Rodriguez Thomas D Als Till F M Andlauer Anastasia Antoniou Helga Ask Nicholas Bass Michael Bauer Eva C Beins Tim B Bigdeli Carsten Bøcker Pedersen Marco P Boks Sigrid Børte Rosa Bosch Murielle Brum Ben M Brumpton Nathalie Brunkhorst-Kanaan Monika Budde Jonas Bybjerg-Grauholm William Byerley Judit Cabana-Domínguez Murray J Cairns Bernardo Carpiniello Miquel Casas Pablo Cervantes Chris Chatzinakos Hsi-Chung Chen Tereza Clarence Toni-Kim Clarke Isabelle Claus Brandon Coombes Elizabeth C Corfield Cristiana Cruceanu Alfredo Cuellar-Barboza Piotr M Czerski Konstantinos Dafnas Anders M Dale Nina Dalkner Franziska Degenhardt J Raymond DePaulo Srdjan Djurovic Ole Kristian Drange Valentina Escott-Price Ayman H Fanous Frederike T Fellendorf I Nicol Ferrier Liz Forty Josef Frank Oleksandr Frei Nelson B Freimer John F Fullard Julie Garnham Ian R Gizer Scott D Gordon Katherine Gordon-Smith Tiffany A Greenwood Jakob Grove José Guzman-Parra Tae Hyon Ha Tim Hahn Magnus Haraldsson Martin Hautzinger Alexandra Havdahl Urs Heilbronner Dennis Hellgren Stefan Herms Ian B Hickie Per Hoffmann Peter A Holmans Ming-Chyi Huang Masashi Ikeda Stéphane Jamain Jessica S Johnson Lina Jonsson Janos L Kalman Yoichiro Kamatani James L Kennedy Euitae Kim Jaeyoung Kim Sarah Kittel-Schneider James A Knowles Manolis Kogevinas Thorsten M Kranz Kristi Krebs Steven A Kushner Catharina Lavebratt Jacob Lawrence Markus Leber Heon-Jeong Lee Calwing Liao Susanne Lucae Martin Lundberg Donald J MacIntyre Wolfgang Maier Adam X Maihofer Dolores Malaspina Mirko Manchia Eirini Maratou Lina Martinsson Manuel Mattheisen Nathaniel W McGregor Melvin G McInnis James D McKay Helena Medeiros Andreas Meyer-Lindenberg Vincent Millischer Derek W Morris Paraskevi Moutsatsou Thomas W Mühleisen Claire O'Donovan Catherine M Olsen Georgia Panagiotaropoulou Sergi Papiol Antonio F Pardiñas Hye Youn Park Amy Perry Andrea Pfennig Claudia Pisanu James B Potash Digby Quested Mark H Rapaport Eline J Regeer John P Rice Margarita Rivera Eva C Schulte Fanny Senner Alexey Shadrin Paul D Shilling Engilbert Sigurdsson Lisa Sindermann Lea Sirignano Dan Siskind Claire Slaney Laura G Sloofman Olav B Smeland Daniel J Smith Janet L Sobell Maria Soler Artigas Dan J Stein Frederike Stein Mei-Hsin Su Heejong Sung Beata Świątkowska Chikashi Terao... Roel A Ophoff Ole A Andreassen.Genomics yields biological and phenotypic insights into bipolar disorder.Nature.2025 Mar;639(8056):968-975.doi:10.1038/s41586-024-08468-9. Epub 2025 Jan 22.
3. Satoshi Koyama Xiaoxi Liu Yoshinao Koike Keiko Hikino Masaru Koido Wei Li Kotaro Akaki Kohei Tomizuka Shuji Ito Nao Otomo Hiroyuki Suetsugu Soichiro Yoshino Masato Akiyama Kohei Saito Yuki Ishikawa Christian Benner Pradeep Natarajan Patrick T Ellinor Taisei Mushiroda Momoko Horikoshi Masashi Ikeda Nakao Iwata Koichi Matsuda Shumpei Niida Kouichi Ozaki Yukihide Momozawa Shiro Ikegawa Osamu Takeuchi Kaoru Ito Chikashi Terao. Population-specific putative causal variants shape quantitative traits.Nat Genet. 2024 Oct;56(10):2027-2035.doi: 10.1038/s41588-024-01913-5. Epub 2024 Oct 3.
4. Akiko Oguchi Akari Suzuki Shuichiro Komatsu Hiroyuki Yoshitomi Shruti Bhagat Raku Son Raoul Jean Pierre Bonnal Shohei Kojima Masaru Koido Kazuhiro Takeuchi Keiko Myouzen Gyo Inoue Tomoya Hirai Hiromi Sano Yujiro Takegami Ai Kanemaru Itaru Yamaguchi Yuki Ishikawa Nao Tanaka Shigeki Hirabayashi Riyo Konishi Sho Sekito Takahiro Inoue Juha Kere Shunichi Takeda Akifumi Takaori-Kondo Itaru Endo Shinpei Kawaoka Hideya Kawaji Kazuyoshi Ishigaki Hideki Ueno Yoshihide Hayashizaki Massimiliano Pagani Piero Carninci Motoko Yanagita Nicholas Parrish Chikashi Terao Kazuhiko Yamamoto Yasuhiro Murakawa.An atlas of transcribed enhancers across helper T cell diversity for decoding human diseases. Science. 2024 Jul 5;385(6704):eadd8394. doi: 10.1126/science.add8394. Epub 2024 Jul 5.
5. Keiko Hikino Satoshi Koyama Kaoru Ito Yoshinao Koike Masaru Koido Takayoshi Matsumura Ryo Kurosawa Kohei Tomizuka Shuji Ito Xiaoxi Liu Yuki Ishikawa Yukihide Momozawa Takayuki Morisaki Yoichiro Kamatani Taisei Mushiroda Chikashi Terao. RNF213 Variants, Vasospastic Angina, and Risk of Fatal Myocardial Infarction. JAMA Cardiol. 2024 Aug 1;9(8):723-731.doi: 10.1001/jamacardio.2024.1483.
6. Shuji Ito Hiroshi Takuwa Saori Kakehi Yuki Someya Hideyoshi Kaga Nobuyuki Kumahashi Suguru Kuwata Takuya Wakatsuki Masaru Kadowaki Soichiro Yamamoto Takafumi Abe Miwako Takeda Yuki Ishikawa Xiaoxi Liu Nao Otomo Hiroyuki Suetsugu Yoshinao Koike Keiko Hikino Kohei Tomizuka Yukihide Momozawa Kouichi Ozaki Minoru Isomura Toru Nabika Haruka Kaneko Muneaki Ishijima Ryuzo Kawamori Hirotaka Watada Yoshifumi Tamura Yuji Uchio Shiro Ikegawa Chikashi Terao. A genome-wide association study identifies a locus associated with knee extension strength in older Japanese individuals. Commun Biol. 2024 May 20;7(1):513.doi: 10.1038/s42003-024-06108-6.
7. Xiaoxi Liu Satoshi Koyama Kohei Tomizuka Sadaaki Takata Yuki Ishikawa Shuji Ito Shunichi Kosugi Kunihiko Suzuki Keiko Hikino Masaru Koido Yoshinao Koike Momoko Horikoshi Takashi Gakuhari Shiro Ikegawa Kochi Matsuda Yukihide Momozawa Kaoru Ito Yoichiro Kamatani Chikashi Terao. Decoding triancestral origins, archaic introgression, and natural selection in the Japanese population by whole-genome sequencing. Sci Adv. 2024 Apr 19;10(16):eadi8419.doi: 10.1126/sciadv.adi8419. Epub 2024 Apr 17.
8. Margaux L A Hujoel, Robert E Handsaker, Maxwell A Sherman, Nolan Kamitaki, Alison R Barton, Ronen E Mukamel, Chikashi Terao, Steven A McCarroll, Po-Ru Loh.Protein-altering variants at copy number-variable regions influence diverse human phenotypes.Nat Genet. 2024 Apr;56(4):569-578. doi: 10.1038/s41588-024-01684-z. Epub 2024 Mar 28.
9. Onishi A, Tanaka M, Fujii T, Murata K, Murakami K, Hashimoto M, Watanabe R, Nozaki Y, Ashida C, Yamamoto W, Yamada H, Sendo S, Ebina K, Makino H, Son Y, Wada Y, Hata K, Matsuda S, Morinobu A. Comparative effectiveness of subcutaneous sarilumab 200 mg biweekly, subcutaneous Tocilizumab 162 mg biweekly, and intravenous Tocilizumab 8 mg/kg every 4 weeks in patients with rheumatoid arthritis: a prospective cohort study. Arthritis Res Ther. 2025 Mar 7;27(1):52.
10. Fujii T, Murata K, Kohjitani H, Onishi A, Murakami K, Tanaka M, Yamamoto W, Nagai K, Yoshikawa A, Etani Y, Okita Y, Yoshida N, Amuro H, Okano T, Ueda Y, Okano T, Hara R, Hashimoto M, Morinobu A, Matsuda S. Predicting rheumatoid arthritis progression from seronegative undifferentiated arthritis using machine learning: a deep learning model trained on the KURAMA cohort and externally validated with the ANSWER cohort. Arthritis Res Ther. 2025 Mar 26;27(1):65.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. 臨床応用を目指したゲノム解析の現状と未来、寺尾知可史、第68回日本リウマチ学会総会・学術集会 教育講演、2024/4/20、神戸、口頭
国内 / 口頭
2. ゲノム解析が紐解く複合形質の基盤と予後、寺尾知可史、第67回日本腎臓病学会学術集会 、2024/6/28、横浜、口頭
国内 / 口頭
3. 臨床応用を目指したゲノム情報と臨床情報による関節リウマチ層別化、寺尾知可史、第33回日本リウマチ学会近畿支部学術集会、2024/9/7、神戸、口頭
国内 / 口頭
4. Deciphering human complex traits using population-specific germline and somatic genetic variations、Chikashi Terao、上海交通大学 seminar、2024/12/16、上海、口頭
国外 / 口頭
5. 臨床現場につながるゲノム疫学的解析、寺尾知可史、第11回横浜口腔インプラント研究会、2025/2/2、横浜、口頭
国内 / 口頭