Development of a prognosis prediction model for Alzheimer's disease using integrative multi-omics data

使用综合多组学数据开发阿尔茨海默病的预后预测模型

• 批准号: 21H02470
• 负责人: 重水 大智
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Center for Geriatrics and Gerontology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02470/
• 关键词: ゲノム解析; アルツハイマー病; 予測システム; RNA-sequencing; ゲノムシークエンス; 遺伝子変異

国立長寿医療研究センター（NCGG）バイオバンクは高齢者の高品質・大規模な試料・データを保有している。その中から少なくとも1年以上フォローアップした軽度認知障害 (MCI)者のゲノムデータ、遺伝子発現データ、臨床情報のマルチオミクス統合解析からアルツハイマー病(AD)への移行に関わるリスク因子を網羅的に探索し、予測診断システムの開発を目指す。現在報告されているAD発症リスク因子の多くが免疫に関連している。そこで本年度は、NCGGバイオバンクに保存されているAD患者317名、認知機能正常高齢者(CN)107名、MCI者432名の血中全RNAシークエンス（RNA-Seq）データを用いて、免疫細胞組成の違い、獲得免疫の抗原特異的な受容体（TCR：TRA, TRB, TRG, TRD・BCR: IGH, IGK, IGL）（レパトア）の多様性の違いに着目したバイオマーカー探索を行った。その結果、好中球、形質細胞、B細胞、 T細胞の細胞組成が認知機能低下に伴い変化すること、レパトアの多様性は高齢化に伴い減少するが、BCRは男性、TCRは性差なく顕著に減少すること、IGH、IGK、TRAの多様性が認知機能低下に伴い減少することを見出した。病型の予測には、コックス比例ハザードモデルを応用した。学習群データのクロスバリデーションから最適なパラメータを決定し、全学習群データから判別モデルを構築した。その結果、2種のレパトア（IGK、TRA）、1種の遺伝子発現（WDR37）をバイオマーカーとして用いることで、AD移行リスクを予測できる判別モデルが得られ、検証群による解析でもこのモデルが機能することを示した。判別精度はまだ高くはないが、免疫機能を考慮した判別モデルの有効性が示された。ゲノム情報と組み合わせた再検証、症例数を増やした再検証が今後精度を向上させるかもしれない。

National medical research セ longevity ン タ ー (NCGG) バ イ オ バ ン ク は high 齢 の, large-scale な test material, high quality デ ー タ を retain し て い る. Youdaoplaceholder0 <s:1> ら less than なくと そ for more than one year フォロ アップ アップ た軽 た軽 degree of cognitive impairment (MCI) の ゲ ノ ム デ ー タ, but 伝 発 now デ ー タ, clinical intelligence の マ ル チ オ ミ ク ス integrative analytic か ら ア ル ツ ハ イ マ ー disease (AD) へ の transitional に masato わ る リ ス ク factor を snare に exploring し, to test in the diagnosis of シ ス テ ム の open 発 を refers す. It is now reported that されて る るAD occurrence リス <s:1> factor <s:1> multiple くが immune に association て て る る. そ こ で は this year, NCGG バ イ オ バ ン ク に save さ れ て い る AD 317 and cognitive function in patients with normal high 齢 (CN) in 107, MCI 432 の blood all RNA シ ー ク エ ン ス (RNA - Seq) デ ー タ を with い い の spare て, immune cells and immune の antigen specific な let body (which is the: TRA, TRB, TRG, TRD BCR: IGH, IGK, IGL) (レ パ ト ア) の multiple others の violations い に with mesh し た バ イ オ マ ー カ ー exploration line を っ た. Youdaoplaceholder0 そ result, good spheroids, plasmoid cells, B cells, T cells low に が cognitive mechanism with い の cells - the す る こ と, レ パ ト ア の multiple others は high 齢 に with い reduce す る が, BCR は men, which is the poor は な く 顕 the に reduce す る こ と, IGH, IGK, TRA の multiple others が に low cognitive function with い reduce す る こ と を shows し た. The disease types are pre-measured to determine the proportions of に コッ and コッ ス ス, ハザ, ドモデ, を応 and を応. Youdaoplaceholder6. Study group of デ ー タ の ク ロ ス バ リ デ ー シ ョ ン か ら optimum な パ ラ メ ー タ を decided し, the study group of デ ー タ か ら discriminant モ デ ル を build し た. そ の results, two の レ パ ト ア (IGK, TRA), a kind of の but 伝 son 発 now (WDR37) を バ イ オ マ ー カ ー と し て in い る こ と で, AD migration リ ス ク を be で き る discriminant モ デ ル が have ら れ, 検 group に よ る parsing で も こ の モ デ ル が function す る こ と を shown し た. High discriminant accuracy は ま だ く は な い が, immune function を consider し た discriminant モ デ ル の have sharper sex が shown さ れ た. ゲ ノ ム intelligence group と み close わ せ た 検 syndrome, disease occuring again を raised や し た 検 card が again in the future precision を upward さ せ る か も し れ な い.

项目成果

大規模ヒトゲノム・オミクス解析における認知症原因・感受性遺伝子の同定と発症予測モデルの開発

通过大规模人类基因组组学分析鉴定痴呆症致病基因和易感基因并开发发病预测模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Kumiko Ui-Tei;Yoshiaki Kobayashi;Yoshimasa Asano;Hiroaki Taniguchi;重水 大智
• 通讯作者: 重水 大智

日本人集団における頻脈誘発性心筋症のゲノムワイド関連解析

日本人群心动过速诱发的心肌病的全基因组关联分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 古谷 元樹;岡村 祥央;森園 隆;重水 大智;新飯田 俊平;中野 由紀子;尾崎 浩一
• 通讯作者: 尾崎 浩一

Whole-genome sequencing with long reads reveals complex structure and origin of structural variation in human genetic variations and somatic mutations in cancer.

• DOI: 10.1186/s13073-021-00883-1
• 发表时间: 2021-04-29
• 期刊: Genome medicine
• 影响因子: 12.3
• 作者: Fujimoto A;Wong JH;Yoshii Y;Akiyama S;Tanaka A;Yagi H;Shigemizu D;Nakagawa H;Mizokami M;Shimada M
• 通讯作者: Shimada M

変形性関節症自然発症マウスモデルSTR/ortの軟骨変性に関わる遺伝子変異の同定とferroptosisの関与

自发性骨关节炎小鼠模型 STR/ort 中软骨退变相关基因突变的鉴定以及铁死亡的参与

• 发表时间: 2021
• 作者: 馬 凌云;重水 大智;中村 博幸;尾崎 浩一;渡邉 研
• 通讯作者: 渡邉 研

Identification of a novel functional missense variant associated with late-onset Alzheimer's disease in Japanese.

鉴定与日本迟发性阿尔茨海默病相关的新型功能性错义变异。

• 发表时间: 2022
• 作者: Asanomi Y.;Shigemizu D.;Akiyama S.;Mitsumori R.;Niida S.;and Ozaki K
• 通讯作者: and Ozaki K