JP6145837B2 - Method for examining bone / joint diseases based on single nucleotide polymorphism in the long arm 24.1 region of chromosome 6 - Google Patents

Method for examining bone / joint diseases based on single nucleotide polymorphism in the long arm 24.1 region of chromosome 6 Download PDF

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本発明は側弯症等の骨・関節疾患の発症リスクや発症の有無を判定するための検査方法及び該検査方法に用いられる試薬に関する。   The present invention relates to a test method for determining the onset risk of bone and joint diseases such as scoliosis and the presence or absence of the onset, and a reagent used in the test method.

側弯症は、脊椎が左右方向に弯曲した病態をいう。側弯症の内、その病因が明らかでないものを特発性側弯症と呼び、側弯症の80〜90%を占める。   Scoliosis refers to a condition in which the spine is bent in the left-right direction. Scoliosis whose etiology is not clear is called idiopathic scoliosis and accounts for 80 to 90% of scoliosis.

側弯症は、通学年代の児童に多く発症し、特に、女子に多く発症する。10歳から骨格が成熟するまでの児童において、側弯の指標であるコブ角(Cobb angle)で少なくとも10°の弯曲を示し、且つ、その病因が明らかでないものを思春期特発性側弯症(Adolescent idiopathic scoliosis;AIS)と定義する。AISの発症頻度は、通学年代の児童の内、日本で2%、世界では2〜3%であり、日本では毎年1万人程度が発症している。   Scoliosis occurs more frequently in school-aged children, especially in girls. Adolescent idiopathic scoliosis (Adolescent) shows a curvature of at least 10 ° at the Cobb angle, which is an index of scoliosis, and the etiology is not clear in children from the age of 10 until the skeleton matures. idiopathic scoliosis (AIS). The incidence of AIS is 2% in school-aged children in Japan and 2-3% in the world, and about 10,000 people develop each year in Japan.

側弯症の診断は主にX線検査により行われるが、X線検査は発症前や発症初期における側弯症の診断には有効でない。また、特発性側弯症の治療は、対症療法により行われるのみで、病因が明らかでない以上、原因療法は行われていない。よって、側弯症の発症前診断(リスク診断)や早期診断を可能にし、また、原因治療を可能にするため、側弯症と関連する遺伝子や一塩基多型(SNPs)の同定が望まれている。   Although scoliosis is diagnosed mainly by X-ray examination, X-ray examination is not effective for diagnosing scoliosis before onset or early onset. Moreover, the treatment of idiopathic scoliosis is performed only by symptomatic therapy, and no causal therapy is performed as long as the etiology is not clear. Therefore, identification of genes and single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with scoliosis is desired in order to enable prediagnosis diagnosis (risk diagnosis) and early diagnosis of scoliosis and to enable causal treatment. .

ゲノムワイド連鎖解析(genome-wide linkage analysis)によりAISの病因となる多くの遺伝子座が見出されており、AISは複雑な遺伝的素因に基づくと考えられている(非特許文献1、2)。また、候補遺伝子解析によりAIS感受性遺伝子が報告されているが(非特許文献3〜9)、いずれの遺伝子についても別の人種を被検者とした場合にAISとの関連の再現性が得られていない(非特許文献10、11)。   Many loci causing AIS have been found by genome-wide linkage analysis, and AIS is considered to be based on a complex genetic predisposition (Non-Patent Documents 1 and 2). . In addition, although AIS susceptibility genes have been reported by candidate gene analysis (Non-Patent Documents 3 to 9), reproducibility of association with AIS is obtained when any race is used as a subject for any gene. (Non-Patent Documents 10 and 11).

さらに、近年、伝達不平衡解析(Transmission Disequilibrium Test;TDT)法に基づくゲノムワイド関連解析(Genome-wide association study;GWAS)によって、AISと関連する遺伝子の候補が報告された(非特許文献12)。しかしながら、それらは、多重検定補正後のケース−コントロール関連解析においてはAISとの関連の再現性が得られていない。   Further, in recent years, candidates for genes related to AIS have been reported by a genome-wide association study (GWAS) based on the Transmission Disequilibrium Test (TDT) method (Non-patent Document 12). . However, they are not reproducible in relation to AIS in case-control association analysis after multiple test correction.

一方、近年、GWASによって、第10染色体長腕24.31領域(10q24.31領域)に存在するSNPsが、日本人集団および中国人集団において、ゲノムワイド水準を満たしてAISと関連することが見出された(非特許文献13、14)。   On the other hand, in recent years, GWAS has seen that SNPs present in the long arm 24.31 region (10q24.31 region) are related to AIS in the Japanese and Chinese populations at a genome-wide level. (Non-Patent Documents 13 and 14).

第6染色体長腕24.1領域(6q24.1領域)に存在するGPR126遺伝子は、adhesion-GPCR(adhesion class G protein-coupled receptor)ファミリーに属するオーファン受容体をコードする。GPR126遺伝子に存在するrs6570507は、ヨーロッパ人集団におけるGWASのメタ解析により、体幹長(座高)との関連が見出されている(非特許文献15)。しかしながら、GPR126遺伝子と側弯症との関連は知られていない。   The GPR126 gene present in the long arm 24.1 region (6q24.1 region) of chromosome 6 encodes an orphan receptor belonging to the adhesion-GPCR (adhesion class G protein-coupled receptor) family. Rs6570507 present in the GPR126 gene has been found to be associated with trunk length (sitting height) by GWAS meta-analysis in European population (Non-patent Document 15). However, the association between the GPR126 gene and scoliosis is not known.

Wise, C.A. et al., Curr. Genomics 9, 51-59 (2008).Wise, C.A. et al., Curr. Genomics 9, 51-59 (2008). Raggio, C. L. et al., J. Orthop. Res. 27, 1366-1372 (2009).Raggio, C. L. et al., J. Orthop. Res. 27, 1366-1372 (2009). Wu, J. et al., Spine 31, 1131-1136 (2006).Wu, J. et al., Spine 31, 1131-1136 (2006). Zhang, H.Q. et al., Spine 34, 760-764 (2009).Zhang, H.Q. et al., Spine 34, 760-764 (2009). Chen, Z. et al., Eur. J. Hum. Genet. 17, 525-532 (2009).Chen, Z. et al., Eur. J. Hum. Genet. 17, 525-532 (2009). Qiu, X. S. et al., Spine 32, 1748-1753 (2007).Qiu, X. S. et al., Spine 32, 1748-1753 (2007). Wang, H. et al., Spine 33, 2199-2203 (2008).Wang, H. et al., Spine 33, 2199-2203 (2008). Inoue, M. et al., Stud. Health Technol. Inform. 91, 90-96 (2002).Inoue, M. et al., Stud. Health Technol. Inform. 91, 90-96 (2002). Yeung, H.Y. et al., Stud. Health Technol. Inform. 123, 18-24 (2006).Yeung, H.Y. et al., Stud. Health Technol. Inform. 123, 18-24 (2006). Takahashi, Y. et al., J. Orthop. Res. 29, 834-837 (2011).Takahashi, Y. et al., J. Orthop. Res. 29, 834-837 (2011). Takahashi, Y. et al., J. Orthop. Res. 29, 1055-1058 (2011).Takahashi, Y. et al., J. Orthop. Res. 29, 1055-1058 (2011). Sharma, S. et al., Hum Mol Genet. 20, 1456-1466 (2011).Sharma, S. et al., Hum Mol Genet. 20, 1456-1466 (2011). Takahashi, Y. et al., Nat. Genet. 43, 1237-1240 (2011).Takahashi, Y. et al., Nat. Genet. 43, 1237-1240 (2011). Fan, YH. et al., J. Hum. Genet. 57, 244-246 (2012).Fan, YH. Et al., J. Hum. Genet. 57, 244-246 (2012). Soranzo, N. et al., PLoS Genet 5, e1000445 (2009).Soranzo, N. et al., PLoS Genet 5, e1000445 (2009).

本発明は、側弯症等の骨・関節疾患の発症リスクや発症の有無を正確に検査する方法、及び該方法に用いられる検査試薬を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a method for accurately examining the onset risk of bone and joint diseases such as scoliosis and the presence or absence of onset, and a test reagent used in the method.

本発明者らは上記課題の解決のために鋭意検討した結果、第6染色体長腕24.1領域(6q24.1領域)に存在する一塩基多型(SNP)が思春期特発性側弯症(AIS)と関連することを同定した。そして、これらの多型を調べることにより側弯症等の骨・関節疾患の発症リスクや発症の推定を正確に実施できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a single nucleotide polymorphism (SNP) present in the long arm 24.1 region (6q24.1 region) of chromosome 6 is adolescent idiopathic scoliosis ( AIS) was identified. And by investigating these polymorphisms, it discovered that the onset risk of bone / joint diseases, such as scoliosis, and estimation of onset could be implemented correctly, and came to complete this invention.

すなわち、本発明は以下の態様を含む。
[1]
第6染色体長腕24.1領域に存在する一塩基多型を分析し、該分析結果に基づいて骨・関節疾患を検査することを特徴とする、骨・関節疾患の発症リスクおよび/または発症の有無の判定方法。
[2]
前記骨・関節疾患が、側弯症である、前記方法。
[3]
前記側弯症が、思春期特発性側弯症である、前記方法。
[4]
前記一塩基多型が、GPR126遺伝子上に存在する一塩基多型である、前記方法。
[5]
前記一塩基多型が、配列番号1に示す塩基配列の塩基番号61番目の塩基に相当する塩基、または該塩基と連鎖不平衡の関係にある塩基における一塩基多型である、前記方法。[6]
配列番号1に示す塩基配列において、塩基番号61番目の塩基を含む10塩基以上の配列、又はその相補配列を有する骨・関節疾患検査用プローブ。
[7]
配列番号1に示す塩基配列において、塩基番号61番目の塩基を含む領域を増幅することのできる骨・関節疾患検査用プライマー。
That is, the present invention includes the following aspects.
[1]
Analyzing single nucleotide polymorphisms present in the long arm 24.1 region of chromosome 6 and examining bone / joint diseases based on the analysis results, and / or risk of developing bone / joint diseases Judgment method of presence or absence.
[2]
The method as described above, wherein the bone / joint disease is scoliosis.
[3]
The method, wherein the scoliosis is adolescent idiopathic scoliosis.
[4]
The method, wherein the single nucleotide polymorphism is a single nucleotide polymorphism existing on the GPR126 gene.
[5]
The method, wherein the single nucleotide polymorphism is a single nucleotide polymorphism in a base corresponding to the 61st base of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a base in a linkage disequilibrium relationship with the base. [6]
A probe for bone / joint disease testing, which has a sequence of 10 bases or more including the 61st base in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or a complementary sequence thereof.
[7]
A primer for bone / joint disease testing, which can amplify a region containing the 61st base in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.

本発明によれば、これまで予測が困難であった側弯症等の骨・関節疾患の発症リスク(罹患リスク)を正確かつ簡便に予測することができる。また、側弯症等の骨・関節疾患の発症を正確かつ簡便に判定することができる。したがって、本発明は側弯症等の骨・関節疾患の予防や早期治療に貢献するものである。   According to the present invention, it is possible to accurately and simply predict the onset risk (morbidity risk) of bone and joint diseases such as scoliosis, which has been difficult to predict. Moreover, the onset of bone / joint diseases such as scoliosis can be determined accurately and simply. Therefore, the present invention contributes to the prevention and early treatment of bone and joint diseases such as scoliosis.

GWASおよび一連の再現試験(replication studies)の概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of GWAS and a series of replication studies (replication studies). 第6染色体長腕24.1領域(6q24.1)とAISとの関連解析の結果および組み換え率(recombination rate)を示す図。関連解析の結果は、コクラン・アーミテージ傾向検定のP値の-log10として示す。菱形は、AISとの最も強い関連を示したSNPを示す。The figure which shows the recombination rate (recombination rate) as a result of the analysis of a 6th chromosome long arm 24.1 area | region (6q24.1) and AIS. The result of the association analysis is shown as -log 10 of the P value of the Cochrane Armitage trend test. Diamonds indicate SNPs that showed the strongest association with AIS. ゼブラフィッシュのGPR126遺伝子のモルファントの表現型を示す図および写真。(A)体長および眼球直径を図示した側面図。(B)〜(E)受精後14日目における、(B)体長、(C)眼球直径、(D)アリザリンレッド染色した骨格、および(E)脊椎数。*:P<0.05。NS:有意ではない。ctrl MO:コントロール。gpr126 MO:GPR126遺伝子のモルファント。The figure and photograph which show the phenotype of the morphant of GPR126 gene of zebrafish. (A) Side view illustrating body length and eyeball diameter. (B)-(E) (B) Body length, (C) Eyeball diameter, (D) Alizarin red stained skeleton, and (E) Number of vertebrae on day 14 after fertilization. *: P <0.05. NS: not significant. ctrl MO: Control. gpr126 MO: A morphant of the GPR126 gene.

<1>本発明の方法
本発明の方法は、ヒトの第6染色体長腕24.1領域(6q24.1領域)に存在するSNPを分析し、該分析結果に基づいて骨・関節疾患を検査することを特徴とする、骨・関節疾患の発症リスクおよび/または発症の有無の判定方法である。すなわち、本発明において、「検査」とは骨・関節疾患の発症リスクの検査及び骨・関節疾患の発症の有無の検査を含む。本発明の方法においては、SNPの分析結果を、骨・関節疾患の発症リスクおよび/または発症の有無と関連付ける。
<1> Method of the Present Invention The method of the present invention analyzes SNPs present in the long arm 24.1 region (6q24.1 region) of human chromosome 6, and examines bone and joint diseases based on the analysis results. This is a method for determining the risk of developing bone / joint diseases and / or the presence or absence of the onset. That is, in the present invention, “examination” includes examination of the onset risk of bone / joint disease and examination of the presence / absence of development of bone / joint disease. In the method of the present invention, the analysis result of SNP is associated with the risk of developing bone / joint disease and / or the presence or absence of the onset.

骨・関節疾患としては、特に限定されないが、例えば、脊椎の疾患、具体的には、側弯症が挙げられる。本発明の方法は、特に、従来病因が特定されていない特発性側弯症の検査に好適に用いられる。側弯症は、先天性、若年性、思春期性、成人性等、いずれの時期に発症するものであってもよいが、思春期性側弯症であるのが好ましく、思春期特発性側弯症(AIS)であるのがより好ましい。   The bone / joint disease is not particularly limited, and examples thereof include spinal diseases, specifically scoliosis. In particular, the method of the present invention is suitably used for testing for idiopathic scoliosis, for which the etiology has not been specified. Scoliosis may occur at any time, such as congenital, juvenile, adolescent, adult, etc., but is preferably adolescent scoliosis, and adolescent idiopathic scoliosis ( AIS) is more preferred.

本発明の方法は、いずれの人種の被検者に対しても用いることができる。本発明の方法は、例えば、日本人や中国人等のアジア人の被験者や白人の被験者に好適に用いることができる。また、本発明の方法は、いずれの性別の被検者に対しても用いることができるが、特に、女性被検者に対して好適に用いることができる。   The method of the present invention can be used for subjects of any race. The method of the present invention can be suitably used for Asian subjects such as Japanese and Chinese and white subjects, for example. In addition, the method of the present invention can be used for subjects of any gender, but can be suitably used particularly for female subjects.

6q24.1領域に存在する具体的なSNPとしては、ヒトrs6570507を挙げることができる。ここで、rs番号は、National Center for Biotechnology InformationのdbSNPデータベース(http//www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/)の登録番号を示す。rs6570507は、6q24.1領域のGPR126遺伝子が含まれる連鎖不平衡ブロックに位置する。よって、特に、当該連鎖不平衡ブロックに存在するSNP、例えばGPR126遺伝子上に存在するSNP、を解析することによって骨・関節疾患を検査することができる。GPR126遺伝子としては、具体的には、GenBank Accession No. NC_000006.11の142623056〜142767403の領域が挙げられる。   Specific examples of the SNP existing in the 6q24.1 region include human rs6570507. Here, the rs number indicates the registration number of the dbSNP database (http // www.ncbi.nlm.nih.gov / projects / SNP /) of National Center for Biotechnology Information. rs6570507 is located in a linkage disequilibrium block containing the GPR126 gene in the 6q24.1 region. Therefore, in particular, bone / joint diseases can be examined by analyzing SNPs present in the linkage disequilibrium block, for example, SNPs present on the GPR126 gene. Specific examples of the GPR126 gene include the region from 142623056 to 142767403 of GenBank Accession No. NC_000006.11.

rs6570507はGenBank Accession No. NC_000006.11の142679572番目の塩基におけるアデニン(A)/グアニン(G)の多型を意味し、この塩基がAである場合は骨・関節疾患の可能性または発症リスクが高い。また、遺伝子型を考慮して解析した場合は、AA>AG>GGの順で骨・関節疾患の可能性または発症リスクが高い。   rs6570507 is a polymorphism of adenine (A) / guanine (G) at the 142679572th base of GenBank Accession No. NC_000006.11. When this base is A, the possibility or risk of developing bone / joint disease high. Further, when the analysis is performed in consideration of the genotype, the possibility of bone / joint disease or the risk of onset is high in the order of AA> AG> GG.

なお、rs6570507について、SNP塩基及びその前後60bpの領域を含む合計121bpの長さの配列を、配列番号1に示した。61番目の塩基が多型を有する。   Regarding rs6570507, a sequence having a total length of 121 bp including the SNP base and a region of 60 bp before and after it is shown in SEQ ID NO: 1. The 61st base has a polymorphism.

本発明においては、上記塩基に相当する塩基を解析する。「上記塩基に相当する塩基」とは、上記領域における該当塩基を意味する。すなわち、「上記塩基に相当する塩基を解析する」ことには、仮に人種の違いなどによって上記配列がSNP以外の位置で若干変化したとしても、上記領域における該当塩基を解析することが含まれる。   In the present invention, a base corresponding to the above base is analyzed. The “base corresponding to the above base” means the corresponding base in the above region. That is, “analyzing the base corresponding to the base” includes analyzing the base in the region even if the sequence is slightly changed at a position other than the SNP due to a difference in race. .

また、本発明において解析する塩基は上記のものに限定されず、上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基の多型を分析してもよい。ここで「上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基」とは、上記の塩基とr2>0.5、好ましくはr2>0.8、さらに好ましくはr2>0.9の関係を満たす塩基をいう。r2は連鎖不平衡係数である。また上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基は、例えば、HapMapデータベース(http://www.hapmap.org/index.html.ja)等を用いて同定することができる。もしくは、複数人(通常は20〜40人程度)から採取したDNAをシークエンサーにて配列解析し、連鎖不平衡にあるSNPを探索することにより同定することもできる。上記の塩基と連鎖不平衡にある塩基は、遺伝子型を考慮して解析した場合は、リスクアレルのホモ接合体 > リスクアレルと非リスクアレルのへテロ接合体 > 非リスクアレルのホモ接合体の順で骨・関節疾患の可能性または発症リスクが高い。 In addition, the base to be analyzed in the present invention is not limited to the above, and a polymorphism of a base in linkage disequilibrium with the above base may be analyzed. Here, the “base in linkage disequilibrium with the above-mentioned base” satisfies the relationship of r 2 > 0.5, preferably r 2 > 0.8, more preferably r 2 > 0.9 with the above-mentioned base. Say base. r 2 is a linkage disequilibrium coefficient. In addition, a base in linkage disequilibrium with the above base can be identified using, for example, the HapMap database (http://www.hapmap.org/index.html.ja). Alternatively, DNA collected from a plurality of people (usually about 20 to 40 people) can be identified by sequence analysis using a sequencer and searching for SNPs in linkage disequilibrium. Bases that are in linkage disequilibrium with the above bases, when analyzed in consideration of genotype, are homozygotes for risk alleles> heterozygotes for risk and non-risk alleles> homozygotes for non-risk alleles In order, there is a high possibility of bone / joint disease or risk of developing it.

rs6570507と連鎖不平衡にある塩基として、具体的には、例えば、rs9403383、rs6909857、rs972982、rs9403382、rs9389986、rs2050157、rs9496346、rs7741741、rs9389985、rs2039986、rs1891308、rs9403380、rs1418201、rs1040525、rs9496369、rs6570509、rs6937121が挙げられる。   Specific examples of bases in linkage disequilibrium with rs6570507 include, Is mentioned.

上記SNPの塩基の種類を調べ、得られた結果を上記のような基準に基づいて骨・関節疾患と関連付けることにより、骨・関節疾患を検査することができる。上記SNPは単独で解析されてもよいし、上記SNPの少なくとも1つを含む複数のSNPsをまとめて解析(ハプロタイプ解析)してもよい。例えば、上記SNPの複数をまとめて解析してもよいし、上記SNPの少なくとも1つと、骨・関節疾患と関連する既知のSNPs(非特許文献13等)や当該既知のSNPsと連鎖不平衡にあるSNPsとを組み合わせて解析してもよい。骨・関節疾患と関連する複数のSNPsをまとめて解析すれば、骨・関節疾患の検査の精度が向上する。なお、いずれのSNPも、二本鎖DNAのどちらの鎖を解析してもよい。例えば、GPR126遺伝子の配列はセンス鎖を解析してもよいし、アンチセンス鎖を解析してもよい。   By examining the type of the SNP base and associating the obtained result with the bone / joint disease based on the above criteria, the bone / joint disease can be examined. The SNP may be analyzed alone, or a plurality of SNPs including at least one of the SNPs may be collectively analyzed (haplotype analysis). For example, a plurality of the SNPs may be analyzed together, or at least one of the SNPs, known SNPs related to bone / joint diseases (Non-patent Document 13 etc.) and linkage disequilibrium with the known SNPs. You may analyze combining a certain SNPs. If a plurality of SNPs related to bone / joint diseases are analyzed together, the accuracy of the examination of bone / joint diseases can be improved. Any SNP may analyze either strand of the double-stranded DNA. For example, the sequence of the GPR126 gene may be analyzed for the sense strand or the antisense strand.

SNPの解析に用いる試料は、染色体DNAを含む試料であれば特に制限されない。SNPの解析に用いる試料としては、例えば、血液、尿等の体液、口腔粘膜などの細胞、毛髪等の体毛などが挙げられる。SNPの解析にはこれらの試料を直接使用することもできるが、これらの試料から染色体DNAを常法により単離し、これを用いて解析することが好ましい。   The sample used for SNP analysis is not particularly limited as long as it is a sample containing chromosomal DNA. Examples of the sample used for SNP analysis include body fluids such as blood and urine, cells such as oral mucosa, body hair such as hair, and the like. Although these samples can be used directly for the analysis of SNP, it is preferable to isolate chromosomal DNA from these samples by a conventional method and analyze it.

SNPの解析は、通常の遺伝子多型解析方法によって行うことができる。例えば、シークエンス解析、PCR、ハイブリダイゼーション、インベーダー法などが挙げられるが、これらに限定されない。   The analysis of SNP can be performed by a normal gene polymorphism analysis method. Examples include, but are not limited to, sequence analysis, PCR, hybridization, invader method and the like.

シークエンス解析は通常の方法により行うことができる。具体的には、多型を示す塩基の5’側 数十塩基の位置に設定したプライマーを使用してシークエンス反応を行い、その解析結果から、該当する位置がどの種類の塩基であるかを決定することができる。なお
、シークエンス反応の前に、あらかじめSNP部位を含む断片をPCRなどによって増幅しておくことが好ましい。
Sequence analysis can be performed by an ordinary method. Specifically, a sequence reaction is performed using a primer set at a position of several tens of bases on the 5 ′ side of a base showing polymorphism, and the type of base at the corresponding position is determined from the analysis result. can do. In addition, it is preferable to amplify the fragment containing the SNP site in advance by PCR or the like before the sequencing reaction.

また、SNPの解析は、PCRによる増幅の有無を調べることによって行うことができる。例えば、多型を示す塩基を含む領域に対応する配列を有し、かつ、3’末端が各多型に対応するプライマーをそれぞれ用意する。それぞれのプライマーを使用してPCRを行い、増幅産物の有無によってどのタイプの多型であるかを決定することができる。また、LAMP法(特許第3313358号明細書)、NASBA法(Nucleic Acid Sequence-Based Amplification;特許2843586号明細書)、ICAN法(特開2002−233379号公報)などによって増幅の有無を調べることもできる。その他、単鎖増幅法を用いてもよい。   SNP analysis can be performed by examining the presence or absence of amplification by PCR. For example, a primer having a sequence corresponding to a region containing a base showing a polymorphism and having a 3 'end corresponding to each polymorph is prepared. PCR can be performed using each primer, and the type of polymorphism can be determined depending on the presence or absence of the amplification product. Further, the presence or absence of amplification may be examined by the LAMP method (Japanese Patent No. 3313358), NASBA method (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification; Japanese Patent No. 2844386), ICAN method (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-233379), or the like. it can. In addition, a single-strand amplification method may be used.

また、SNP部位を含むDNA断片を増幅し、増幅産物の電気泳動における移動度の違いによってどのタイプの多型であるかを決定することもできる。このような方法としては、例えば、PCR−SSCP(single-strand conformation polymorphism)法(Genomics. 1992 Jan 1; 12(1): 139-146.)が挙げられる。具体的には、まず、目的のSNPを含むDNAを増幅し、増幅したDNAを一本鎖DNAに解離させる。次いで、解離させた一本鎖DNAを非変性ゲル上で分離し、分離した一本鎖DNAのゲル上での移動度の違いによってどのタイプの多型であるかを決定することができる。   It is also possible to amplify a DNA fragment containing a SNP site and determine which type of polymorphism is based on the mobility of the amplified product in electrophoresis. An example of such a method is a PCR-SSCP (single-strand conformation polymorphism) method (Genomics. 1992 Jan 1; 12 (1): 139-146.). Specifically, first, DNA containing the target SNP is amplified, and the amplified DNA is dissociated into single-stranded DNA. Next, the dissociated single-stranded DNA is separated on a non-denaturing gel, and the type of polymorphism can be determined by the difference in mobility of the separated single-stranded DNA on the gel.

さらに、多型を示す塩基が制限酵素認識配列に含まれる場合は、制限酵素による切断の有無によって解析することもできる(RFLP法)。この場合、まず、DNA試料を制限酵素により切断する。次いで、DNA断片を分離し、検出されたDNA断片の大きさによってどのタイプの多型であるかを決定することができる。   Furthermore, when a base showing polymorphism is included in the restriction enzyme recognition sequence, it can be analyzed by the presence or absence of cleavage by a restriction enzyme (RFLP method). In this case, first, the DNA sample is cleaved with a restriction enzyme. The DNA fragments can then be separated and the type of polymorphism determined by the size of the detected DNA fragment.

また、ハイブリダイゼーションの有無を調べることによって多型の種類を解析することも可能である。すなわち、各塩基に対応するプローブを用意し、いずれのプローブにハイブリダイズするかを調べることによってSNPがいずれの塩基であるかを調べることもできる。   It is also possible to analyze the type of polymorphism by examining the presence or absence of hybridization. That is, a probe corresponding to each base is prepared, and it is also possible to examine which base the SNP is by examining which probe hybridizes.

このようにしてSNPがいずれの塩基であるかを決定することで、骨・関節疾患を検査するためのデータを得ることができる。   By determining which base the SNP is in this way, data for examining bone / joint diseases can be obtained.

<2>本発明の検査用試薬
本発明はまた、側弯症等の骨・関節疾患を検査するためのプライマーやプローブなどの検査試薬を提供する。このようなプローブとしては、上記SNP部位を含み、ハイブリダイズの有無によってSNP部位の塩基の種類を判定できるプローブが挙げられる。具体的には、配列番号1に示す塩基配列の61番目の塩基を含む配列、又はその相補配列を有する10塩基以上の長さのプローブや、当該塩基と連鎖不平衡の関係にある塩基を含む配列、又はその相補配列を有する10塩基以上の長さのプローブが挙げられる。なお、「当該塩基と連鎖不平衡の関係にある塩基」及びその前後の領域の塩基配列は、例えば、National Center for Biotechnology InformationのdbSNPデータベース(http//www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/)から取得できる。プローブの長さは好ましくは、15〜35塩基であり、より好ましくは20〜35塩基である。
<2> Reagent for test | inspection of this invention This invention also provides test reagents, such as a primer and a probe for test | inspecting bone and joint diseases, such as scoliosis. Examples of such a probe include a probe that includes the SNP site and can determine the type of base at the SNP site based on the presence or absence of hybridization. Specifically, a sequence containing the 61st base of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or a probe having a length of 10 bases or more having its complementary sequence, or a base in a linkage disequilibrium relationship with the base Examples thereof include a probe having a length of 10 bases or more having a sequence or a complementary sequence thereof. The nucleotide sequences of “bases in linkage disequilibrium with the base” and the regions before and after the base are, for example, the dbSNP database (http // www.ncbi.nlm.nih.gov / projects) of National Center for Biotechnology Information. / SNP /). The length of the probe is preferably 15 to 35 bases, more preferably 20 to 35 bases.

また、プライマーとしては、上記SNP部位を増幅するためのPCRに用いることのできるプライマー、又は上記SNP部位を配列解析(シークエンシング)するために用いることのできるプライマーが挙げられる。具体的には、配列番号1に示す塩基配列の61番目の塩基を含む領域を増幅したりシークエンシングしたりすることのできるプライマーや、当該塩基と連鎖不平衡の関係にある塩基を含む領域を増幅したりシークエンシングした
りすることのできるプライマーが挙げられる。このようなプライマーの長さは10〜50塩基が好ましく、15〜35塩基がより好ましく、20〜35塩基がさらに好ましい。
Examples of the primer include a primer that can be used for PCR for amplifying the SNP site, or a primer that can be used for sequence analysis (sequencing) of the SNP site. Specifically, a primer capable of amplifying or sequencing a region containing the 61st base of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or a region containing a base in a linkage disequilibrium relationship with the base Examples include primers that can be amplified or sequenced. The length of such a primer is preferably 10 to 50 bases, more preferably 15 to 35 bases, and even more preferably 20 to 35 bases.

上記SNP部位をシークエンシングするためのプライマーとしては、上記塩基の5’側領域、好ましくは30〜100塩基上流の配列を有するプライマーや、上記塩基の3’側領域、好ましくは30〜100塩基下流の領域に相補的な配列を有するプライマーが例示される。PCRによる増幅の有無で多型を判定するために用いるプライマーとしては、上記塩基を含む配列を有し、上記塩基を3’側に含むプライマーや、上記塩基を含む配列の相補配列を有し、上記塩基の相補塩基を3’側に含むプライマーなどが例示される。   As a primer for sequencing the SNP site, a primer having a sequence 5 ′ side of the base, preferably 30 to 100 bases upstream, or a 3 ′ side region of the base, preferably 30 to 100 bases downstream A primer having a sequence complementary to this region is exemplified. As a primer used to determine polymorphism based on the presence or absence of amplification by PCR, it has a sequence containing the base, a primer containing the base on the 3 ′ side, a complementary sequence of the sequence containing the base, Examples include a primer containing a base complementary to the above base on the 3 ′ side.

なお、本発明の検査用試薬はこれらのプライマーやプローブに加えて、PCR用のポリメラーゼやバッファー、ハイブリダイゼーション用試薬などを含むものであってもよい。   The test reagent of the present invention may contain PCR polymerase, buffer, hybridization reagent, etc. in addition to these primers and probes.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(1)思春期特発性側弯症(AIS)と関連するSNPsの同定
AIS感受性を決定する遺伝的変異を同定するために、日本人被検者を用いてゲノムワイド関連解析(GWAS)を行った。GWASとは、疾患等の表現型に関わる遺伝的変異を探索する遺伝統計学的手法である。例えば、ヒトゲノム全体を網羅するような数十万〜100万ヶ所のSNPsを用いて、ある疾患の患者(ケース)とその疾患にかかっていない被験者(コントロール)との間で、多型の頻度に差があるかどうかを統計的に検定することで、疾患と関連する遺伝的変異を見出すことができる。
(1) Identification of SNPs associated with adolescent idiopathic scoliosis (AIS) Genome-wide association analysis (GWAS) was performed using Japanese subjects to identify genetic mutations that determine AIS sensitivity. . GWAS is a genetic statistical technique for searching for genetic variation related to a phenotype such as a disease. For example, using hundreds of thousands to one million SNPs covering the entire human genome, the frequency of polymorphism between a patient with a certain disease (case) and a subject who does not have the disease (control) By statistically testing for differences, genetic variations associated with the disease can be found.

GWASおよび一連の再現試験(replication studies)の概要を図1に示す。なお、本研究は、理化学研究所の倫理委員会および参加機関の倫理委員会によって承認され、全ての被検者および一部の被検者の両親からインフォームドコンセントを得た。   An overview of the GWAS and a series of replication studies is shown in FIG. This study was approved by the ethics committee of RIKEN and the ethics committee of participating institutions, and informed consent was obtained from all subjects and parents of some subjects.

(1−1)GWAS
AISは女性に多く発症することから、GWASの被検者としては日本人女性を採用した。GWASに用いたAIS被検者(ケース(case))1,050名は、8ヶ所の病院で募集した。全AIS被検者は、臨床検査および放射線検査を受け、側弯症の専門医によりAISと診断された。AISの診断基準は、非特許文献9、10に記載の通りである。なお、全AIS被検者において、側弯の指標であるコブ角(Cobb angle)は20°を超えていた。GWASに用いた対照被検者(コントロール(control))1,474名は、BBJ(BioBank Japan)に登録されたAIS以外の疾患の患者、および大阪御堂筋ロータリークラブで募集した健康なボランティアからなる。
(1-1) GWAS
Since AIS often affects women, Japanese women were employed as GWAS subjects. 1,050 AIS subjects (cases) used for GWAS were recruited at 8 hospitals. All AIS subjects underwent clinical and radiological examinations and were diagnosed with AIS by a scoliosis specialist. The diagnostic criteria for AIS are as described in Non-Patent Documents 9 and 10. In all AIS subjects, the Cobb angle, which is an index of scoliosis, exceeded 20 °. The 1,474 control subjects (control) used for GWAS consist of patients with diseases other than AIS registered in BBJ (BioBank Japan) and healthy volunteers recruited at Osaka Midosuji Rotary Club.

AIS被検者1,050名の遺伝子型を、Illumina Human610 Genotyping BeadChip(Illumina社(USA))を用いて解析した。対照被検者1,474名の遺伝子型を、Illumina HumanHap550v3 Genotyping BeadChip(Illumina社(USA))を用いて解析した。クオリティコントロールとして、コール率(call rate)が0.99未満のSNPs、Hardy-Weinberg平衡検定でのP値がカットオフ値以下(P≦10-6)のSNPs、単型のSNPs(monomorphic SNPs)、AIS被検者と対照被検者とで共有されていないSNPs、あいまいなコール(ambiguous call)のSNPs、identify-by-state(IBS)≧1.7の近縁ペアの内の低コール率の被検者(AIS被検者16名、対照被検者1名)、および主成分分析(PCA)により外れ値(outlier)であると判定された被検者(AIS被検者1名)を除外した。クオリティコントロールを通過したAIS被検者1,033名および対照被検者1,473名の465,762個のSNPs(X染色体上のSNPsを含む)について、コクラン・アーミ
テージ傾向検定(Cochran-Armitage trend test)によりAISとの関連を評価した。
The genotypes of 1,050 AIS subjects were analyzed using an Illumina Human610 Genotyping BeadChip (Illumina (USA)). The genotypes of 1,474 control subjects were analyzed using an Illumina HumanHap550v3 Genotyping BeadChip (Illumina (USA)). As quality control, SNPs with a call rate of less than 0.99, SNPs with a Hardy-Weinberg equilibrium test with a cut-off value or less (P ≦ 10 −6 ), monomorphic SNPs (monomorphic SNPs) SNPs that are not shared between AIS and control subjects, ambiguous call SNPs, low call rate among closely related pairs with identify-by-state (IBS) ≧ 1.7 Subjects (16 AIS subjects, 1 control subject), and subjects determined by the principal component analysis (PCA) as outliers (1 AIS subject) Was excluded. 465,762 SNPs (including SNPs on the X chromosome) of 1,033 AIS subjects and 1,473 control subjects who passed the quality control were compared with AIS by Cochran-Armitage trend test. The association was evaluated.

GWASの結果、既にゲノムワイド水準でAISとの有意な相関が報告されている10q24.31領域の3つのSNPs(非特許文献13)以外に、6つのSNPsについてAISとの関連が示唆された。   As a result of GWAS, it was suggested that 6 SNPs were associated with AIS in addition to 3 SNPs in the 10q24.31 region (non-patent document 13), which had already been reported to have a significant correlation with AIS at the genome-wide level.

(1−2)日本人女性被検者による再現試験
上記6つのSNPsの内、同一遺伝子座内(r2>0.8)および10q24.31領域内のSNPsを除外し、3つのSNPs(rs6570507、rs7695327、およびrs3123295)を選択して再現試験に供した。再現試験には、GWASの被検者とは独立の日本人女性被検者を用いた。680名のAIS被検者、および、9,672名の対照被検者を、GWASの被検者と同様の基準で採用した。AIS被検者680名の遺伝子型は、multiplex-PCR invader assay(Third Wave Technologies)により解析した。対照被検者9,672名の遺伝子型は、Illumina HumanHap550v3 Genotyping BeadChip(Illumina社(USA))を用いて解析した。
(1-2) Reproduction test by Japanese female subjects Among the above 6 SNPs, SNPs in the same locus (r 2 > 0.8) and 10q24.31 region were excluded, and 3 SNPs (rs6570507 , Rs7695327, and rs3123295) were selected for reproducibility testing. In the reproduction test, Japanese female subjects independent of GWAS subjects were used. 680 AIS subjects and 9,672 control subjects were recruited on the same basis as GWAS subjects. The genotypes of 680 AIS subjects were analyzed by multiplex-PCR invader assay (Third Wave Technologies). The genotype of 9,672 control subjects was analyzed using the Illumina HumanHap550v3 Genotyping BeadChip (Illumina (USA)).

再現試験の結果、上記3つのSNPsの内、第6染色体に存在するrs6570507が、ボンフェローニ補正後の有意性の閾値であるP<1.67×10-2(=0.05/3)を満たし、AISとの有意な関連を示した(表1の「Replication」欄)。 As a result of the reproducibility test, among the above three SNPs, rs6570507 present on chromosome 6 is P <1.67 × 10 −2 (= 0.05 / 3) which is a threshold value of significance after Bonferroni correction. Satisfied and showed a significant association with AIS ("Replication" column in Table 1).

また、Mantel-Haenszel法を用いてGWASと日本人女性被検者による再現試験のメタ解析を行った結果、rs6570507は、ゲノムワイドな有意性(genome-wide significance)の閾値として設定されたP<5×10-8を満たし(P=4.10×10-10)、AISとの有意な関連を示した(表1の「Combined」欄)。 In addition, as a result of meta-analysis of reproducibility tests by GWAS and Japanese female subjects using the Mantel-Haenszel method, rs6570507 was found to have a P <set as the threshold for genome-wide significance (genome-wide significance) Satisfies 5 × 10 −8 (P = 4.10 × 10 −10 ) and showed a significant association with AIS (“Combined” column in Table 1).

RAF;リスクアレル頻度(Risk Allele Frequency)
CI;信頼区間(Confidence Interval)
a:コクラン・アーミテージ傾向検定のP値。
b:95%CIでのアレルのオッズ比(Odds Ratio)。
c:Breslow−Day検定のP値。
d:Mantel-Haenszel法により算出したP値。
RAF: Risk Allele Frequency
CI: Confidence Interval
a: P value of Cochrane Armitage trend test.
b: Allele odds ratio at 95% CI.
c: P value of Breslow-Day test.
d: P value calculated by Mantel-Haenszel method.

(1−3)日本人被検者による試験のメタ解析
さらに、106名の男性AIS被検者、および、14,794名の男性対照被検者を、GWASの被検者と同様の基準で採用し、再現試験を行った。Mantel-Haenszel法を用いてGWASと日本人女性被検者および日本人男性被検者による再現試験のメタ解析を行った結果、rs6570507は、AISとのさらに有意な関連を示した(表2の「Japanese Combined」欄)。
(1-3) Meta-analysis of trials by Japanese subjects In addition, 106 male AIS subjects and 14,794 male control subjects were recruited on the same basis as GWAS subjects. A reproduction test was conducted. As a result of a meta-analysis of GWAS and Japanese female and Japanese male subjects using the Mantel-Haenszel method, rs6570507 showed a more significant association with AIS (Table 2). "Japanese Combined" field).

RAF;リスクアレル頻度(Risk Allele Frequency)
CI;信頼区間(Confidence Interval)
a:コクラン・アーミテージ傾向検定のP値。
b:95%CIでのアレルのオッズ比(Odds Ratio)。
c:Breslow−Day検定のP値。
d:Mantel-Haenszel法により算出したP値。
RAF: Risk Allele Frequency
CI: Confidence Interval
a: P value of Cochrane Armitage trend test.
b: Allele odds ratio at 95% CI.
c: P value of Breslow-Day test.
d: P value calculated by Mantel-Haenszel method.

(1−4)中国人被検者および白人被検者による再現試験
さらに、日本人女性被検者でAISとの有意な関連が認められたrs6570507について、中国人(漢民族)集団および白人集団におけるAISとの関連を検証した。
(1-4) Reproducibility study with Chinese and Caucasian subjects In addition, with regard to rs6570507, which was significantly related to AIS in Japanese female subjects, the Chinese (Han Chinese) population and Caucasian population The relationship with AIS was verified.

中国人AIS被検者743名は、南京大学医学院付属楼鼓病院で採用した。全AIS被検者は、臨床検査および放射線検査を受け、側弯症の専門医によりAISと診断された。AISの診断基準は、非特許文献11に記載の通りである。中国人対照被検者1,209名は、健康なボランティアからなる。中国人被検者の遺伝子型は、multiplex PCR-based invader assayにより解析した。   743 Chinese AIS subjects were recruited at Nanjing University Hospital. All AIS subjects underwent clinical and radiological examinations and were diagnosed with AIS by a scoliosis specialist. The diagnostic criteria for AIS are as described in Non-Patent Document 11. 1,209 Chinese control subjects consisted of healthy volunteers. The genotype of Chinese subjects was analyzed by multiplex PCR-based invader assay.

白人被検者は、テキサス大学サウスウエスタン医学センターの倫理委員会に承認されたプロトコルに従って採用した。すなわち、白人AIS被検者457名は、テキサス州スコティッシュライト小児病院(TSRHC)の整形外科の患者及びその家族から採用した。全AIS被検者は、臨床検査および放射線検査を受け、側弯症の専門医によりAISと診断された。AISの診断基準は、非特許文献12に記載の通りである。白人対照被検者744名は、テキサスの地元住民およびTSRHCの整形外科以外の患者から採用した。白人被検者の遺伝子型は、Illumina Human OmniExpress 12v1 Chipにより解析した。PLINK v1.07を用いてクオリティコントロールを行い、白人AIS被検者10名および白人対照被検者7名を除外した。   White subjects were recruited according to protocols approved by the Ethics Committee at the University of Texas Southwestern Medical Center. That is, 457 white AIS subjects were recruited from orthopedic patients and their families at the Scottish Light, Texas Children's Hospital (TSRHC). All AIS subjects underwent clinical and radiological examinations and were diagnosed with AIS by a scoliosis specialist. The diagnostic criteria for AIS are as described in Non-Patent Document 12. 744 Caucasian control subjects were recruited from local Texas residents and non-TSRHC orthopedic patients. The genotype of Caucasian subjects was analyzed using Illumina Human OmniExpress 12v1 Chip. Quality control was performed using PLINK v1.07, excluding 10 white AIS subjects and 7 white control subjects.

その結果、中国人および白人の両集団において、rs6570507とAISの関連が再現された(表2の「Replication」欄)。また、Breslow−Day検定のP値はいずれも0.05未満であり(表2の「Phet」欄)、試験間での有意な不均一性(significant heterogeneity)は認められなかった。また、全試験のメタ解析によるP値は、1.23×10-14であった(表2の「All Combined」欄)。 As a result, the association between rs6570507 and AIS was reproduced in both Chinese and Caucasian populations ("Replication" column in Table 2). In addition, the P value of the Breslow-Day test was less than 0.05 (“P het ” column in Table 2), and no significant heterogeneity was observed between tests. Moreover, P value by meta-analysis of all the tests was 1.23 × 10 −14 (“All Combined” column in Table 2).

すなわち、本実施例は、人種を問わずAISと有意に関連する領域を初めて報告するものである。   That is, this example reports for the first time an area significantly related to AIS regardless of race.

(1−5)補完(imputation)
さらなるAIS関連領域の調査のため、1000ゲノムプロジェクト(http://www.1000genomes.org/)の東アジア集団サンプルのリファレンスハプロタイプデータに基づき、MACHおよびMinimac softwareを用いて、全ゲノムの遺伝子型の補完を行った。
(1-5) Computation
Based on the reference haplotype data of the East Asian population sample from the 1000 Genome Project (http://www.1000genomes.org/), MACH and Minimac software were used to investigate the genotype of the whole genome for further AIS-related region studies. Complementary.

その結果、12ヶ所の遺伝子座についてAISとの関連が示唆された。そこで、12ヶ所の遺伝子座の内、これまでにAISとの関連が認められていない8ヶ所の遺伝子座のそれぞれにおける最もAISとの関連が強い(最もP値が低い)SNPについて、786名のAIS被検者および3,422名の対照被検者からなる独立したデータセットを用いて遺伝子型の解析を行った。しかしながら、いずれのSNPも、ボンフェローニ補正後にAISとの関連を再現できなかった。   As a result, it was suggested that 12 loci were associated with AIS. Therefore, among the 12 loci, 786 of the SNPs most strongly associated with AIS (lowest P value) at each of the 8 loci that have not been associated with AIS. Genotype analysis was performed using an independent data set consisting of AIS subjects and 3,422 control subjects. However, none of the SNPs could reproduce the association with AIS after Bonferroni correction.

(1−6)第6染色体長腕24.1領域(6q24.1)のマッピング
AISとの有意な関連が見出されたrs6570507は、第6染色体長腕24.1領域(6q24.1)に存在する。そこで、1000ゲノムプロジェクトのデータを用いて、当該領域のマッピングを行った。結果を図2に示す。rs7774095がAISとの最も強い関連を示し、rs6570507がそれに続いた。ただし、GWASにおいては、rs7774095とAISの関連(P=1.23×10-5,OR=1.29)は、rs6570507とAISの関連(P=1.37×10-6,OR=1.32)よりは小さいものであった。当該領域には、rs6570507と強い連鎖不平衡にある17個のSNPs(rs9403383、rs6909857、rs972982、rs9403382、rs9389986、rs2050157、rs9496346、rs7741741、rs9389985、rs2039986、rs1891308、rs9403380、rs1418201、rs1040525、rs9496369、rs6570509、rs6937121)があり、これらのSNPsは、rs6570507と同様に、AISと関連する。rs6570507およびこれら17個のSNPsは、いずれも、当該領域のGPR126遺伝子内に位置していた。
(1-6) Mapping of chromosome 6 long arm 24.1 region (6q24.1) rs6570507, which was found to have a significant association with AIS, is located in chromosome 6 long arm 24.1 region (6q24.1). Exists. Therefore, the region was mapped using the data of 1000 genome project. The results are shown in FIG. rs7774095 showed the strongest association with AIS, followed by rs6570507. However, in GWAS, the relationship between rs7774095 and AIS (P = 1.23 × 10 −5 , OR = 1.29) is the relationship between rs6570507 and AIS (P = 1.37 × 10 −6 , OR = 1. It was smaller than 32). This region includes 17 SNPs in strong linkage disequilibrium with rs6570507 (rs9403383, rs6909857, rs972982, rs9403382, rs9389986, rs2050157, rs9496346, rs7741741, rs9389985, rs2039986, rs1891308, rs9403380, rs1418201, rs1040525, rs949509369, rs949509369, rs6937121), and these SNPs are related to AIS, similar to rs6570507. Both rs6570507 and these 17 SNPs were located in the GPR126 gene of the region.

(2)GPR126の機能解析
GPR126遺伝子は、adhesion-GPCR(adhesion class G protein-coupled receptor)ファミリーに属するオーファン受容体をコードする。
(2) Functional analysis of GPR126
The GPR126 gene encodes an orphan receptor belonging to the adhesion-GPCR (adhesion class G protein-coupled receptor) family.

マウスにおいては、軟骨形成の重要な調節因子であるSox9遺伝子の欠損により、椎間板におけるGPR126遺伝子の発現が低下することが示唆されている。一方、ヒトにおいて、側弯症に関連する骨格組織におけるGPR126遺伝子の発現については検討されていなかった。そこで、ヒトにおいて、骨、軟骨、椎間板を含む種々の組織におけるGPR126遺伝子の発現を調べた。その結果、GPR126遺伝子が軟骨において強く発現していることが明らかとなった。また、in situハイブリダイゼーションにより、胎生期のマウスにおけるGPR126遺伝子の発現を解析したところ、GPR126遺伝子は椎体軟骨細胞の増殖部位で発現していることが見出された。   In mice, it has been suggested that deletion of the Sox9 gene, which is an important regulator of cartilage formation, reduces the expression of the GPR126 gene in the intervertebral disc. On the other hand, in humans, the expression of GPR126 gene in skeletal tissues associated with scoliosis has not been studied. Therefore, in humans, the expression of GPR126 gene in various tissues including bone, cartilage, and intervertebral disc was examined. As a result, it was revealed that the GPR126 gene was strongly expressed in cartilage. In addition, when the expression of the GPR126 gene in embryonic mice was analyzed by in situ hybridization, it was found that the GPR126 gene was expressed at the growth site of vertebral chondrocytes.

次に、ゼブラフィッシュを用いて、骨格形成におけるGPR126の機能を調べた。GPR126遺伝子の翻訳阻害モルフォリノ(gpr126 translation-blocking morpholino;5'-ACCGACCACTGATGAACGAAATCAT-3';配列番号2)を1細胞期胚へ注入し、GPR126遺伝子の機能喪失がもたらす影響について調べた。その結果、GPR126遺伝子のモルファント(gpr126 morphant)は、コントロールと比較して、体長が短く、脊椎の骨化が遅延した(図3)。また、GPR126遺伝子のモルファントは、コントロールと比較して、逃避反応が遅かった。なお、GPR126遺伝子の翻訳阻害モルフォリノに代えて、スプライシング阻害モルフォリノ(5'-TGCCACTGCAAG CAAACAGGGCACA-3';配列番号3)を用いた場合も同様であった。   Next, the function of GPR126 in skeleton formation was examined using zebrafish. GPR126 gene translation inhibition morpholino (gpr126 translation-blocking morpholino; 5′-ACCGACCACTGATGAACGAAATCAT-3 ′; SEQ ID NO: 2) was injected into the 1-cell stage embryo to examine the effects of loss of function of the GPR126 gene. As a result, the morphant of the GPR126 gene (gpr126 morphant) had a shorter body length and delayed ossification of the spine (FIG. 3). In addition, the GPR126 gene morphant had a slower escape response than the control. The same was true when splicing inhibition morpholino (5′-TGCCACTGCAAG CAAACAGGGCACA-3 ′; SEQ ID NO: 3) was used instead of translation inhibition morpholino of the GPR126 gene.

(3)考察
側弯症は、骨格成長の異常により引き起こされると広く考えられている(Kouwenhoven,
J.W. & Castelein, R.M., Spine (Phila Pa 1976) 33, 2898-908 (2008))。形態学的研究によれば、AIS患者は、長手方向に早いアンバランスな椎体の成長と、脊椎以外の骨
格の長さの非対称性を示すと報告されている(Guo, X., et al., J Bone Joint Surg Br 85, 1026-31 (2003); Burwell, R.G., et al., Stud Health Technol Inform 135, 3-52 (2008); Burwell, R.G. et al., Scoliosis 4, 24 (2009))。GPR126遺伝子のノックアウトマウスは、四肢の姿勢の異常や成長障害を示すと報告されている(Monk, K.R., et al., Development 138, 2673-80 (2011))。GPR126遺伝子は、身長(body hight)と関連すると報告されている(Zhao, J. et al., BMC Med Genet 11, 96 (2010); Soranzo, N. et
al., PLoS Genet 5, e1000445 (2009); Sovio, U. et al., PLoS Genet 5, e1000409 (2009); Lettre, G. et al., Nat Genet 40, 584-91 (2008))。また、GPR126遺伝子に存在するrs6570507は、ヨーロッパ人集団におけるGWASのメタ解析により、体幹長(座高)との関連が見出されている(非特許文献15)。よって、GPR126遺伝子は、脊椎形成異常を通じて、AIS感受性に影響する可能性がある。
(3) Discussion Scoliosis is widely thought to be caused by abnormal skeletal growth (Kouwenhoven,
JW & Castelein, RM, Spine (Phila Pa 1976) 33, 2898-908 (2008)). Morphological studies have reported that patients with AIS show fast unbalanced vertebral body growth in the longitudinal direction and asymmetry in the length of the skeleton other than the spine (Guo, X., et al ., J Bone Joint Surg Br 85, 1026-31 (2003); Burwell, RG, et al., Stud Health Technol Inform 135, 3-52 (2008); Burwell, RG et al., Scoliosis 4, 24 (2009 )). It has been reported that knockout mice of the GPR126 gene exhibit abnormal limb postures and growth disorders (Monk, KR, et al., Development 138, 2673-80 (2011)). The GPR126 gene has been reported to be associated with body height (Zhao, J. et al., BMC Med Genet 11, 96 (2010); Soranzo, N. et
al., PLoS Genet 5, e1000445 (2009); Sovio, U. et al., PLoS Genet 5, e1000409 (2009); Lettre, G. et al., Nat Genet 40, 584-91 (2008)). Furthermore, rs6570507 present in the GPR126 gene has been found to be associated with trunk length (sitting height) by GWAS meta-analysis in European population (Non-patent Document 15). Thus, the GPR126 gene may affect AIS sensitivity through spinal dysplasia.

また、多くの研究により、GPR126遺伝子は髄鞘形成(myelination)に必須であると示唆されている(Monk, K.R., et al., Development 138, 2673-80 (2011); Pogoda, H.M. et al., Dev Biol 298, 118-31 (2006); Monk, K.R. et al., Science 325, 1402-5 (2009))。髄鞘(myelin sheath)は、脊椎動物の神経系において軸索による高速な活動電位の伝導を可能にし、神経伝導速度を向上させる。また、側弯症は、種々の神経障害において見出される(Kouwenhoven, J.W. & Castelein, R.M., Spine (Phila Pa 1976) 33, 2898-908 (2008); Carter, G.T. et al., Am J Phys Med Rehabil 74, S140-9 (1995))。よって、GPR126遺伝子は、神経系の制御異常を通じて、AIS感受性に影響する可能性がある。例えば、GPR126遺伝子のモルファントにおける逃避反応の遅延は、神経系の欠陥に関連している可能性がある。   Many studies also suggest that the GPR126 gene is essential for myelination (Monk, KR, et al., Development 138, 2673-80 (2011); Pogoda, HM et al. Dev Biol 298, 118-31 (2006); Monk, KR et al., Science 325, 1402-5 (2009)). The myelin sheath enables fast action potential conduction by axons in the vertebrate nervous system and improves nerve conduction velocity. Scoliosis is also found in various neurological disorders (Kouwenhoven, JW & Castelein, RM, Spine (Phila Pa 1976) 33, 2898-908 (2008); Carter, GT et al., Am J Phys Med Rehabil 74 , S140-9 (1995)). Thus, the GPR126 gene may affect AIS sensitivity through nervous system dysregulation. For example, delayed escape response in morphants of the GPR126 gene may be related to nervous system defects.

なお、本願発明は、いかなる意味においても、上記で考察した理論に拘束されるものではない。   Note that the present invention is not limited to the theory discussed above in any sense.

以上の通り、全ゲノムレベルでのケース−コントロール(Case-Control)関連解析により、ゲノムワイド水準を満たしてAISと関連する領域が見出された。当該領域に存在するSNPsは側弯症等の骨・関節疾患の検査に有用であり、側弯症等の骨・関節疾患の予防および/または治療に貢献するものである。   As described above, a case-control (Case-Control) -related analysis at the whole genome level has found a region that satisfies the genome-wide level and is related to AIS. SNPs present in this region are useful for examination of bone / joint diseases such as scoliosis and contribute to the prevention and / or treatment of bone / joint diseases such as scoliosis.

Claims (3)

第6染色体長腕24.1領域に存在する、配列番号1に示す塩基配列の塩基番号61番目の塩基に相当する塩基、または該塩基と連鎖不平衡の関係にある塩基であるrs9403383、rs6909857、rs972982、rs9403382、rs9389986、rs2050157、rs9496346、rs7741741、rs9389985、rs2039986、rs1891308、rs9403380、rs1418201、rs1040525、rs9496369、rs6570509もしくはrs6937121における一塩基多型を分析し、該分析結果に基づいて
前記塩基がリスクアレルを有する場合、思春期特発性側弯症の発症リスクが高い、または、思春期特発性側弯症の可能性が高いと判定されることにより思春期特発性側弯症を検査することを特徴とする、思春期特発性側弯症の発症リスクおよび/または発症の有無の判定方法。
Rs9403383, rs6909857, which is a base corresponding to the 61st base of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, or a base in linkage disequilibrium with the base present in the long arm 24.1 region of chromosome 6 rs972982, rs9403382, rs9389986, rs2050157, rs9496346, rs7741741, rs9389985, rs2039986, rs1891308, rs9403380, rs1418201, rs1040525, rs9496369, rs6570509 or rs6937121 based on the analysis results ,
When the base has a risk allele, the risk of onset of adolescent idiopathic scoliosis is high, or the possibility of adolescent idiopathic scoliosis is determined to be high, so that adolescent idiopathic scoliosis is examined. A method for determining the onset risk and / or presence of adolescent idiopathic scoliosis , characterized by
配列番号1に示す塩基配列において、塩基番号61番目の塩基を含む15塩基以上の配列、又はその相補配列を有する思春期特発性側弯症検査用プローブ。 A probe for testing adolescent idiopathic scoliosis having a sequence of 15 bases or more including the 61st base in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a complementary sequence thereof. 配列番号1に示す塩基配列において、塩基番号61番目の塩基を含む領域を増幅することのできる思春期特発性側弯症検査用プライマー。 A primer for testing adolescent idiopathic scoliosis that can amplify a region containing the base at position 61 in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
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