研究・研究者紹介

ゲノム医療研究 研究・研究者紹介

ゲノム医療に貢献しうる最先端研究に携わる、特に若手研究者へのインタビューを通じて、取り組みと成果、課題や展望を聞き取り、ご紹介するコラムです。このコラムによって、研究の“今”を感じていただくだけでなく、新たな研究連携や研究者間交流が生まれることを期待しています。

※所属や肩書は、インタビュー当時のものです。

※「推薦論文」では、研究者個人として推薦したい論文をタイプ(Exceptional, Must Read, Recommended, Fundamental)と共にご紹介いただきました。

ゲノム・オミックス解析を通じて医療の環を
ー東北の健康を守りながら、知見を集め、還元する
櫻井 美佳

東北大学 東北メディカル・メガバンク機構 准教授

東北メディカル・メガバンク計画(TMM計画)の参加者数は、地域住民コホート調査*1)で約8万人、三世代コホート調査では約7万人、合計15万以上に上る。AMED ゲノム医療実現推進プラットフォーム事業の先端ゲノム研究開発(GRIFIN)の研究課題「多因子疾患の個別化予防・医療を実現するための公開統合ゲノム情報基盤の構築」(研究開発代表者:東北大学東北メディカル・メガバンク機構(ToMMo) 山本雅之機構長)ではTMM計画参加者の生体試料や健康に関わる種々の情報から成るバイオバンクを利活用することにより、ゲノム・オミックス基盤の構築・公開と慢性閉塞性肺疾患(COPD)*2)を用いた検証を通じて個別化予防・ゲノム医療の実現を目指している。

神経筋疾患診断の難しさを、最新の遺伝子解析技術とデータ蓄積で乗り越える 三井 純 特任准教授/石浦 浩之 助教

東京大学医学部附属病院 神経内科

臨床診断までは行えるが、その原因がわからない、原因がわからないので治療法の開発が進まない。東京大学医学部附属病院 神経内科の三井 純先生と石浦 浩之先生は、このような事例を症例数の少ない希少・難病分野、特に神経筋疾患診療の現場で数々目にしてきた。
しかし、日本全国で得られた結果をデータベースに蓄積することによって、原因遺伝子が明らかになり、病気の理解や治療法の開発に近づけていくことができるかもしれない。平成28~30年度 臨床ゲノム情報統合データベース整備事業「希少・難病分野の臨床ゲノム情報統合データベース整備」(研究開発担当者:東京大学医学部附属病院 辻 省次)では、NGS(Next Generation Sequencer:次世代シークエンサー)を駆使したゲノム解析を中心に、希少・難病のクリニカルシーケンスによる診断確定を進め、それらを臨床ゲノム情報統合データベースとして整備している。

ゲノム解析とデータベースを駆使して、パーキンソン病を真の意味で治療する 上中 健

神戸大学大学院医学研究科 神経内科学 医師

日本人の1000人に約1人、60歳以上では100人に約1人が罹患するパーキンソン病。この疾患は、脳内のドパミン神経細胞が減少してドパミン産生量が低下することで、安静時振戦、筋固縮、無動・寡動、姿勢反射障害などの症状を呈することを特徴とする。現在では多くの薬あるいは手術によって症状を緩和することができる。しかし、どの治療法も対症療法に過ぎず、病勢の進行そのものを止めたり、根本的に治療したりすることの実現には未だ至っていない。H28~32年度 ゲノム医療実現推進プラットフォーム事業「パーキンソン病に対する真の意味のオーダーメイド治療を目指した研究」(研究開発担当者:東京大学大学院医学系研究科 戸田 達史)では、ゲノム解析を通じた治療最適化、創薬を目指している。

埋もれたゲノムデータを掘り出し、
希少・難治性疾患の診断や治療につながるデータベースを構築する
鈴木 寿人

慶應義塾大学臨床遺伝学センター 特任講師

希少・難治性疾患の診断や治療に、今やゲノム解析は欠かせないものとなりつつある。その「縁の下の力持ち」となっているのが、病的な遺伝子バリアントのデータベースだ。しかし、これまでに報告された全ての論文の情報がデータベースに収録されているわけではなく、今もマンパワーで登録が進められている。遺伝性疾患の解明や治療法開発だけでなく、一人でも多くの患者に診断を付け、適切な医療を届けることが目標だ。

B型肝炎の進行リスクを
ヒト、ウイルス両方から解析するためのデータストレージ構築
杉山 真也

国立国際医療研究センター ゲノム医科学プロジェクト 副プロジェクト長

日本国内で発症が確認される肝炎のうち、80%以上はウイルスによって引き起こされる。B型肝炎ウイルス(HBV)による肝炎患者は国内で110万~140万人、C型肝炎ウイルスによるものは190万~230万人いると推定されている(厚生労働省「肝炎総合対策の推進」より)。このうち、B型慢性肝炎の約10~20%は肝や肝硬変を経て肝がんに至るが、どの患者が肝がんに至るかという予後予測は現状困難である。H28~30年度臨床ゲノム情報統合データベース整備事業「B型肝炎に関する統合的臨床ゲノムデータベースの構築を目指す研究」(研究開発担当者:国立国際医療研究センター研究所 ゲノム医科学プロジェクト 溝上 雅史)では、疾患や病態に関連するヒトとHBV両方の遺伝子多型を同定することで、精度の高いリスク判定の実現を目指している。

日本人発の遺伝子検査キット開発で、免疫調節剤「チオプリン製剤」の副作用を回避する 角田 洋一

東北大学病院 消化器内科下部消化管グループ
助教

「私はね、町医者になりたかったんです」角田 洋一 先生は、穏やかな口調で語った。その思いと、協力者を得ようと一歩一歩踏み込むバイタリティが、免疫調節剤の副作用発生予測に有用な、日本人に向けた遺伝的マーカーの発見、そして、驚くべき短期間で遺伝子検査キットを開発、体外診断用医薬品への承認申請を行い迅速審査へ指定されてから、わずか5カ月で体外診断用医薬品の承認取得を得るに至った原動力といえるだろう。

検査体制の構築も医療
― 国立がん研究センター中央病院が推進する、がん関連多遺伝子パネル検査
角南 久仁子

国立がん研究センター中央病院 病理・臨床検査科 医員

がんの治療における抗がん剤の選択は、従来は部位別であったが、近年ではがん細胞における遺伝子変異を調べて遺伝子変異別に行われることが増えてきた。国立がん研究センター中央病院では、「がん関連多遺伝子パネル検査(NCCオンコパネル)」の開発と実施を進めるプロジェクト「TOP-GEAR(Trial of Onco-Panel for Gene-profiling to Estimate both Adverse events and Response) 」が2013年から行われている。目指すは、個々の患者ごとの遺伝子変異に基づいた「個別化治療」だ。

ケミカルバイオロジーで挑む
遺伝病が引き起こすRNAスプライシング異常の機構解明と創薬
網代 将彦

京都大学大学院医学研究科 特定助教

遺伝病は酵素やイオンチャネルなど、さまざまな遺伝子の異常により引き起こされ、ヒトでは単一遺伝病だけでも約6000種に及ぶ。これに対して、RNAの機能やプロセシングの異常は遺伝病との関連が深く、遺伝病のうち約35%がRNAスプライシングの異常によると見積もられている。
H28~30年度 ゲノム創薬基盤推進研究事業「スプライシング操作化合物を対象としたファーマコゲノミクス解析に基づく遺伝性難病治療薬の開発研究」(研究代表:京都大学大学院医学研究科 萩原 正敏)では、生物学と有機化学を組み合わせるケミカルバイオロジーを用いて、RNAスプライシング変異の化合物応答を体系的に理解し、創薬につなげようとしている。その先陣を、同研究科 創薬医学講座で担うのが、網代 将彦 先生だ。

臨床ゲノムデータベースで切り拓く、
難聴の原因遺伝子診断と個別化治療への道
西尾 信哉

信州大学医学部 人工聴覚器学講座 特任講師

先天性難聴は、新出生児1,000人に1人に認められる最も発症頻度の高い先天性障害の1つだ。(参考資料1)「先天性難聴の発症要因として一番頻度の高いのは遺伝子が関与するケース。おおよそ6~7割ぐらいであることが報告されています。難聴の原因遺伝子としては、現在までに約100種類の原因遺伝子が同定されており、非常にヘテロジェナイエティ(遺伝的異質性)の高い疾患です。異なった原因遺伝子が同じ難聴という症状を呈するため、臨床症状だけから原因遺伝子を推定することは非常に困難です。」と西尾 信哉先生は語る。

ロングリード ― とめどない繰り返しとの暗闘。あるいは、隠された意味を見据える力 市川 和樹 助教/鈴木 裕太 特任助教

東京大学大学院新領域創成科学研究科

2017年秋、科学技術振興機構(JST)と東京大学から「染色体の交差部位(セントロメア)が進化のカギ〜メダカのセントロメアDNA配列の部分的解読に成功〜」と題された共同発表のプレスリリースが配信された。新領域創成科学研究科の森下 真一 研究室(以下、森下研)と理学系研究科の武田 洋幸 研究室の共同研究である。

遺伝学的・環境学的にゲノムや遺伝子を包括的に調べ、糖尿病とその合併症のメカニズムを解明する 鈴木 顕

東京大学大学院医学研究科 糖尿病・代謝内科 研究員

厚生労働省による「2016年国民健康・栄養調査」では、日本で糖尿病が疑われる成人の推計が、2016年に、調査開始以来初めて1,000万人台の大台に乗った。また、発症に至らない糖尿病予備群は1,000万人と推計されている。血中の糖をコントロールするホルモンであるインスリンの分泌が悪い、分泌のタイミングが遅い、糖を取り込む際の細胞でのインスリンの効きが悪いといった状態が糖尿病の引き金になる。自己免疫の作用などで膵臓のβ細胞が破壊され、インスリンが分泌されなくなる1型糖尿病と、主に遺伝的素因と生活習慣が原因となってインスリンの分泌や効きが悪くなる2型糖尿病に大別され、糖尿病患者の9割以上は2型糖尿病だ。「糖尿病の人とそうではない人、あるいは、糖尿病かつ合併症がある人・ない人の遺伝情報や生活習慣などの環境因子を比較することによって、日本人における2型糖尿病関連遺伝因子の徹底的な探索を行う予定です」と鈴木 顕先生は展望を語る。

ヒトゲノムプロジェクトが2003年に完了して以降、個人の一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism:SNPs)をSNPアレイなどの新たなテクノロジーによってゲノム規模で調べられるようになった。そして、比較的身近な疾患に共通するSNPsなどの遺伝子変異を全ゲノム領域にわたって関連解析するゲノムワイド関連解析(Genome-Wide Association Study:GWAS)が盛んになり、すでに、さまざまな疾患の感受性遺伝子が同定されている。一方で、次世代シーケンサー(Next Generation Sequencer:NGS)による全ゲノム解析も飛躍的に進んでいる。 「多くのサンプルの解析に長けたSNPアレイと、あらゆるタイプの多型情報を高精度に解析できるNGS、この両者の長所を活かした解析手法を開発し、これまでに蓄積したデータだけでなく、今後得られるデータにも使えるようにするのが目標です」と河合 洋介先生は話す。

遺伝的な多型や変異は、がんなどをはじめとする病気のリスクに影響する。しかし、この要因を解き明かす鍵となるヒトゲノム情報において、すべての遺伝的な変異や多様性が見つかっているわけではない。ヒトゲノムと遺伝的多様性の“地図”は未完成で、穴があるからだ。どこかわかっていて、どこがわかっていないかということも明確にしにくい。先行研究では充分だと思われていたとしても、地図情報として十分ではない可能性がある。
「自分たちは、シークエンスデータの新しい解析手法を開発し実験的な検証を行うことによって、その地図の穴を埋めたいと思っている。その穴にみんなが見逃している、重要な情報があるかもしれない。」と藤本 明洋先生は語る。

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2019年3月4日
鈴木 寿人
慶應義塾大学臨床遺伝学センター 特任講師

2019年3月7日
上中 健
神戸大学大学院医学研究科神経内科学 医師

2019年4月24日
三井 純 / 石浦 浩之
東京大学医学部附属病院 神経内科