JP5071998B2 - 本態性高血圧症の判定方法 - Google Patents
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Jeunemaitre X, et. al., Molecular basis of human hypertension: role of angiotensinogen, Cell, 71(1), p.169-180, 1992
1.本発明の概要
本発明は、本態性高血圧症(EH)の遺伝的要因の有無を判定するための方法であり、本方法は、ヒト卵胞刺激ホルモン受容体(FSHR)遺伝子における遺伝子多型に着目し、その検出結果と、高血圧症状の有無との関連づけを行うことにより上記判定を行うというものである。
2.卵胞刺激ホルモン受容体(FSHR)の遺伝子多型
本発明のFSHR遺伝子多型は、主に一塩基多型(single nucleotide polymorphism, SNP(又はSNPs))、インサーション/デレーション型多型、及び塩基配列の繰り返し数が異なっていることにより生じる多型を含み、限定はされない。
なお、「26番目の塩基」は多型部位の塩基を意味し、当該塩基が必ずしも1個の塩基であるとは限らない。従って、仮に、デレーション型の多型であった場合は塩基は存在しないため塩基数としては算入しないこととし、また、複数の塩基が繰り返されていた場合であっても「第26番目の塩基」として数えることとする。
3.ハプロタイプ解析
本発明の方法においては、上記遺伝子多型のうちSNPを用いてハプロタイプを構築し、本態性高血圧症の遺伝的要因の有無の判定に利用することができる。通常、非翻訳領域外に存在する未知の遺伝子多型を明らかにするのは非常に困難である。従って、上記ハプロタイプは、遺伝子多型と本態性高血圧症との関連性を見出すために非常に有用である。
SNPAlyze version 3.2(DYNACOM Co., Ltd. Yokohama, Japan)(http://www.dynacom.co.jp/products/package/snpalyze/index.htmlで入手可能)、
Arlequin program(http://anthro.unige.ch/arlequinで入手可能)(Schneider S, Roessli D, Excoffier L. Arlequin 2000: a software for population genetics data analysis.Ver 2.000. Genetics and Biometry Lab, Dept of Anthropology Univ of Geneva.)、及び
GeneSpring GT (Varia)(トミーデジタルバイオロジー(株))
等を用いて行うことができる。
定義説明:
D'値について
まず、連鎖不平衡を表す指標として連鎖不平衡係数(D)がある。連鎖不平衡が無いとき、D = 0であり、D > 0のとき、正の連鎖不平衡という。例えばSNP1とSNP2とで形成されるハプロタイプは1-1, 1-2, 2-1, 2-2の4種類でありそれぞれの頻度をp11, p12, p21, p22とすると、D値は以下の式で表される。
次に、D値の取り得る最大値をDmax、取り得る最小値をDminとすると、D値を標準化した値として、D'値が以下の式で表される。
D' = D/Dmin (D値が負の場合)
一般にD'値が1に近い場合、連鎖不平衡があるため各々のSNPは一つのハプロタイプブロックに位置すると言える。D'値がどれくらい1に近ければ、各々のSNPが一つのハプロタイプブロックに位置すると言えるかについては、決まった基準はないが、本発明においてはD' > 0.5という基準を好ましく用い得る。
r2値も連鎖不平衡の指標の一つである。r2値の算出式やD'値との違いについては、下記文献“Devlin, B. and Risch, N.,"A comparison of linkage disequilibrium measures for fine-scale mapping.", Genomics, vol.29, p.311-322 (1995)”が参照できる。
4.卵胞刺激ホルモン受容体遺伝子多型と本態性高血圧症との相関
卵胞刺激ホルモン受容体の遺伝子に多型が生じると、FSHRの発現量や機能が変化すると考えられる。従って、FSHR遺伝子多型と、FSHRに関する様々な表現型とは相関関係にある場合がある。単一遺伝子病としてのFSHR遺伝子異常では、通常、男性及び女性ともに性腺機能障害による不妊症が症状として表れるが、表現型の一つとして高血圧症がある。ここで、表現型とは、疾患(EH)の発症に関する表現型を挙げることができる。この疾患の発症に関する表現型としては、例えば、末梢血管における血圧測定での高血圧検出、頭痛、ほてり、頚部痛、眼痛、吐き気などの高血圧症状等が挙げられる。
5.サンプル調製および遺伝子多型の検出法
被験対象者からのゲノムサンプルは、血液、唾液、皮膚等のいずれから抽出することもでき、ゲノムサンプルを採取できるものであれば、これらに限定されない。ゲノムDNAの抽出及び精製法は周知である。例えば、ヒトから採取した血液、唾液、皮膚等の検体から、フェノール法等を用いてゲノムDNAを精製する。その際、GFX Genomic Blood DNA Purification Kit等の市販のゲノムDNA抽出キットや装置を用いてもよい。検出しようとする遺伝子多型(SNP等)がオープンリーディングフレーム中にある場合は、ゲノムDNAの代わりにmRNAやtotal RNAを抽出してもよい。以下に、上記被験サンプルからの遺伝子多型の検出法(概略)を例示する。
PCRにより被験サンプルを増幅するには、Fidelityの高いDNAポリメラーゼ、例えば、KOD Dashポリメラーゼ(TOYOBO社)等を用いることが好ましい。用いるプライマーは、被験サンプル中の対象SNPを増幅できるようにプライマーの任意の位置に遺伝子多型が含まれるように設計し合成する。
本発明においては、ジデオキシ法に基づく塩基配列決定法により本発明の多型を検出することもできる。塩基配列決定に用いるシークエンサーには、市販のABIシリーズ(アマシャムバイオサイエンス)等を用いることができる。
DNAマイクロアレイは、支持体上にヌクレオチドプローブが固定されたものであり、DNAチップ、Gene チップ、マイクロチップ、ビーズアレイなどを含む。
TaqMan PCR法は、蛍光標識したアレル特異的オリゴ(TaqManプローブ)とTaq DNAポリメラーゼによるPCR反応とを利用した方法である。詳しくは、まず、TaqManプローブが鋳型DNAとハイブリダイゼーションし、その後、PCRプライマーからの伸長反応が起こる。そうすると、Taq DNAポリメラーゼの5'ヌクレアーゼ活性により蛍光色素結合部分が切断されて、蛍光色素が遊離し、クエンチャーの影響を受けなくなり発色するので、この蛍光を検出することで特定の多型(SNP等)を同定し、ゲノムタイプを判定することができる。TaqMan PCR法で用いるアレル特異的オリゴ(TaqManプローブという)は、前記遺伝子多型情報に基づいて設計することができる。
インベーダー法は、アレル特異的オリゴと鋳型とをハイブリダイゼーションすることにより遺伝子多型を検出する方法である。詳しくは、インベーダー・オリゴがターゲットDNAとプローブ間の二重鎖に少なくとも1塩基の浸入(インベージョン)を起こして部分的な三重鎖構造を形成すると、構造特異的な5'-ヌクレアーゼがプローブ5'末端部分を切断する。そして、目標とする多型(SNP等)箇所の核酸配列に対応してインベージョンを発生させるインベーダ・オリゴを利用することで特定の多型(SNP等)を同定し、ゲノムタイプを判定することができる。インベーダー法を行うためのキットは市販されており、この方法により容易に遺伝子多型を検出することが可能である。
6.キット
本発明において、FSHR遺伝子多型(例えばSNP)部位を含むオリゴヌクレオチドは、本態性高血圧症判定用キットに含めることができる。
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本態性高血圧症(EH)の遺伝的要因の有無を判定するために有用な遺伝子マーカーを特定するため、ヒトFSHR遺伝子内に存在する遺伝子多型(特にSNP)に着目し、以下の手順で解析を行った。
本態性高血圧症の疾患群(EH群)として、合計235人(うち男性158人、女性79人)のEH患者を対象とした。なお、疾患群に含める条件は、初診後2カ月以内の診察における3回以上の機会で、収縮期血圧(SBP) 160mmHg以上及び/又は拡張期血圧(DBP) 100mmHg以上であり、かつ、降圧剤を服用していないこととした。また、すでに二次性高血圧と診断されていないことも条件とした。
EH群及びNT群からのDNAの抽出は、フェノール・クロロホルム法とそれに続くエタノール沈殿法により行った(Nakayama T, Soma M, Rahmutula D, Ozawa Y, Kanmatsuse K: Isolation of the 5'-flanking region of genes by thermal asymmetric interlaced polymerase chain reaction. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research 7: 345-349, 2001. を参照)。以下にその概略を示す。
ヒトFSHR遺伝子内に存在するSNPをGenBankのdbSNPデータベースより検索し、マイナーアレル頻度 (発生頻度が小さい方の対立遺伝子の頻度)が20%より大きい5つのSNPを選択した(図2参照)。マイナーアレル頻度が比較的高いSNPは、遺伝子関連研究の遺伝子マーカーとして非常に有用だからである。SNPのallelic頻度に関する情報は、NCBI及びセレラ・ディスカバリーSystem-Applied Biosystems社のウェブサイト(順に、 HYPERLINK "http://www.ncbi.nlm.nih.gov" http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ ; http://www.appliedbiosystems.com/)から得た。
PCR 反応組成液
鋳型DNA: 2ng(dry upのため0μL)
2× TaqMan Universal
Master Mix UNG: 12.5μL
20× Assays-on-Demand: 0.43μL
TEバッファー: 0.82μL
滅菌水: 11.25μL
合計: 25μL
PCR産物の蛍光強度の検出は、ABI PRISM7700 Sequence Detector (Applied Biosystems社)を使用して行い、その結果に基づきEH群及びNT群に属する個々の遺伝子型を決定した。
上述した5つのSNPについて、連鎖不平衡(LD)解析、及びハプロタイプを用いた関連解析を行った。両解析は、SNPAlyzeバージョン3.2 (DYNACOM株式会社製、横浜(日本))を使用して行った。なお、上記SNPAlyzeバージョン3.2は、デモ版がウェブサイト( HYPERLINK "http://www.dynacom.co.jp/products/package/snpalyze/index.html" http://www.dynacom.co.jp/products/package/snpalyze/index.html)から取得可能である。
実施例1において、EHの遺伝的要因の有無の判定に最も有用な遺伝子マーカーであるrs1394205のSNPについて、このSNPと、このSNPの上流領域とを含むレポーターコンストラクトによる転写活性測定を行った。以下にその手順を示す。
rs1394205のSNPの多型部位を含む塩基配列を有するプラスミドを構築した。当該プラスミドとしては、Gアレル(野生型)の多型部位を含むものと、Aアレル(変異型)の多型部位を含むものをそれぞれ構築した。
5'-ATGGTACCCCTTAGGTCAGGGTGTAAGAAACCC-3' (配列番号6)
(FSHR遺伝子の開始コドンから数えて-202〜-226)
Rプライマー:
5'-ATAAGCTTGGCCATAATTATGCATCCATCCACC-3' (配列番号7)
(FSHR遺伝子の開始コドンから数えて-19〜+6)
上記プライマーは、FSHR遺伝子の上流-250塩基までの領域に主要なプロモーター活性(コアプロモーター活性)があるという公知の知見に基づき、その領域を解析できるように設計されたものである。これらのプライマーは、Kpn I制限酵素切断部位(Fプライマー)と、Hind III制限酵素切断部位(Rプライマー)を含むものである。
PCR 反応組成液
鋳型DNA(100ng/μL): 1μL
TaqDNAポリメラーゼ: 0.1μL (5unit/μL)
Fプライマー(10pmol/μL): 0.4μL
Rプライマー(10pmol/μL): 0.4μL
dNTP(2.5mM): 3.2μL
10× バッファー: 2μL
25mM MgCl2: 2μL
滅菌水: 適量(10.9μL)
合計: 20μL
次いで、得られたPCR産物をKpn IとHind IIIによって消化し、消化後の断片を、ルシフェラーゼレポーターベクターpGV-B2(東洋インキ社製、東京)をKpn IとHind IIIで消化して得られた断片(ルシフェラーゼ遺伝子を含む断片)に挿入して、サブクローニングすることにより、Gアレルを持つプラスミド(G-プラスミド)及びAアレル(A-プラスミド)を持つプラスミドを構築した。Gアレル及びAアレルのいずれを持つプラスミドであるかは、公知の塩基配列決定法によって確認した。
上記(1)で得られたG-プラスミド及びA-プラスミドを、それぞれ、Chinese hamster ovary (CHO) 細胞に導入した。具体的には、ルシフェラーゼ・アッセイシステム(PicaGene Dual SeaPansy、東洋インキ社製)を用いたリポソーム法により、以下のようにして導入した。
配列番号7:合成DNA
Claims (5)
- ヒト卵胞刺激ホルモン受容体遺伝子の遺伝子多型と、個体の高血圧症状の有無とを関連づける、本態性高血圧症の遺伝的要因の有無の判定方法であって、
前記遺伝子多型がrs1394205で特定されるものであり、当該多型がAアレルである場合は前記遺伝的要因を有すると判定し、当該多型がGアレルである場合は前記遺伝的要因を有さないと判定することを特徴とする、
前記方法。 - ヒト卵胞刺激ホルモン受容体遺伝子の遺伝子多型の検出結果に基づいて、本態性高血圧症の遺伝的要因の有無を判定する方法であって、
前記遺伝子多型がrs1394205で特定されるものであり、当該多型がAアレルである場合は前記遺伝的要因を有すると判定し、当該多型がGアレルである場合は前記遺伝的要因を有さないと判定することを特徴とする、
前記方法。 - 請求項1又は2記載の方法に用いるオリゴヌクレオチドであって、卵胞刺激ホルモン受容体をコードする遺伝子配列又はその相補配列中に存在するrs1394205で特定される遺伝子多型部位を含むように作製された、前記オリゴヌクレオチド。
- 請求項3に記載のオリゴヌクレオチドが支持体に固定された、本態性高血圧症の遺伝的要因の有無の判定用マイクロアレイ。
- 請求項3に記載のオリゴヌクレオチド及び/又は請求項4に記載のマイクロアレイを含む、本態性高血圧症の遺伝的要因の有無の判定用キット。
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