エンリッチメント解析

本解析パイプラインによって同定したpromoter variantsおよび enhancer variantsのター ゲット遺伝⼦の⽣物学的特徴を抽出するために，エンリッチメント解析を⾏った．ター ゲット遺伝⼦がエンリッチする GO・Pathway の抽出には Metascape を，ターゲット遺 伝⼦の発現に関与する DNA 結合タンパク質群の抽出には ChEA3 を，ターゲット遺伝

⼦のプロモーター領域に H3K27ac 修飾がエンリッチしている細胞種の抽出には ChIP-Atlasの“Enrichment Analysis”を⽤いた．

3.4.1.1. GO・Pathway

Mapped genes（102個）と本解析パイプラインによって同定した転写制御領域の機能多

型候補のターゲット遺伝⼦（132個）を⽤いて，それぞれMetascapeによるエンリッチ メント解析を⾏った．その結果，Mapped genes が最もエンリッチしていた上位 3 つの GO・Pathwayは，“hsa05162: Measles”，“GO:0019221: cytokine-mediated signaling pathway”，

“GO:0001906: cell killing”であった（表10）．⼀⽅，機能多型候補のターゲット遺伝⼦が 最もエンリッチしていた上位3つのGO・Pathwayは，“GO:0031343: positive regulation of cell killing”，“GO:1903039: positive regulation of leukocyte cell-cell adhesion”，“GO:0030101:

natural killer cell activation”であり，また，抽出されたGOの中には，“GO:0043374: CD8-positive, alpha-beta T cell differentiation”も含まれていた（表11）．この結果は，これまで に知られている乾癬の病態および先⾏研究とよく⼀致していた．

表10：Metascapeによる乾癬感受性SNPs最近傍遺伝⼦群の エンリッチメント解析結果

Category Term Description -log10(adjP)

KEGG Pathway hsa05162 Measles 4.367

GO Biological Processes GO:0019221 cytokine-mediated signaling pathway 4.367

GO Biological Processes GO:0001906 cell killing 2.544

GO Biological Processes GO:0060759 regulation of response to cytokine stimulus 2.544 GO Biological Processes GO:0002483 antigen processing and presentation of endogenous peptide antigen 2.122 GO Biological Processes GO:0060337 type I interferon signaling pathway 2.033 GO Biological Processes GO:0050727 regulation of inflammatory response 1.694 GO Biological Processes GO:0034341 response to interferon-gamma 1.559

KEGG Pathway hsa05205 Proteoglycans in cancer 1.537

GO Biological Processes GO:0008285 negative regulation of cell proliferation 1.430 GO Biological Processes GO:0051250 negative regulation of lymphocyte activation 1.387 GO Biological Processes GO:0043122 regulation of I-kappaB kinase/NF-kappaB signaling 1.285 GO Biological Processes GO:1901888 regulation of cell junction assembly 1.202

KEGG Pathway hsa05330 Allograft rejection 1.186

GO Biological Processes GO:0097190 apoptotic signaling pathway 1.131

表11：Metascapeによる転写制御領域の機能多型候補ターゲット遺伝⼦群の

エンリッチメント解析結果

Category Term Description -log10(adjP)

GO Biological Processes GO:0031343 positive regulation of cell killing 6.588 GO Biological Processes GO:1903039 positive regulation of leukocyte cell-cell adhesion 3.930 GO Biological Processes GO:0030101 natural killer cell activation 3.663

KEGG Pathway hsa04612 Antigen processing and presentation 2.843

GO Biological Processes GO:0019221 cytokine-mediated signaling pathway 2.586 GO Biological Processes GO:0043374 CD8-positive, alpha-beta T cell differentiation 1.952 GO Biological Processes GO:0002683 negative regulation of immune system process 1.788

Canonical Pathways M28 PID IL4 2PATHWAY 1.345

Canonical Pathways M44 PID HIF2PATHWAY 1.063

KEGG Pathway hsa05161 Hepatitis B 1.046

3.4.1.2. DNA 結合タンパク質制御ネットワーク

本解析パイプラインによって同定した転写制御領域の機能多型候補のターゲット遺伝

⼦（132個）を⽤いて，ChEA3によるエンリッチメント解析を⾏った．抽出されたDNA 結合タンパク質群の中からエンリッチメントスコアの⾼い 25 個の DNA結合タンパク 質を抽出し，制御ネットワークを作成した．その結果，RUNX3，IRF4，IRF8，STAT5A，

NFKB2 など免疫機能に関与することがすでに報告されている転写因⼦群が多数抽出さ

れた（図13）．

図13：ChEA3による機能多型候補ターゲット遺伝⼦を制御する

DNA結合タンパク質のエンリッチメント解析結果

エンリッチメントスコアの⾼い 25 個の DNA 結合タンパク質を⽤いた制御ネットワー ク．タンパク質間を結ぶエッジの⽅向は，ChEA3ライブラリ内のChIP-seqデータによっ て推測されたタンパク質–ターゲット遺伝⼦相互作⽤によって定義されている．免疫機能 に関与するタンパク質群を⾚破線で⽰す．

Immune-related

H3K27ac 修飾が有意にエンリッチしていた．H3K27ac 修飾が有意にエンリッチしてい た細胞種のうち，promoter variantsのターゲット遺伝⼦においてはadjP < 0.1の場合には

⾎球系細胞種が 50.4%を占めており（188/373）（補⾜表 1），adjP < 0.01 の場合には

51.9%を占めていた（28/54）（図14a）．また，enhancer variantsのターゲット遺伝⼦に

おいてはadjP < 0.1の場合には⾎球系細胞種が97.9%を占めており（93/95）（補⾜表2），

adjP < 0.01の場合にはすべてが⾎球系細胞種であった（31/31）（図14b）．

図14：機能多型候補ターゲット遺伝⼦のプロモーター領域に

H3K27ac修飾がエンリッチする細胞種

Promoter variants（a）およびenhancer variants（b）のターゲット遺伝⼦のプロモーター領域に おけるChIP-Atlas - “Enrichment Analysis”の解析結果．対照データ（NCBI RefSeq Curated Genes の転写開始点から上流2 kbの領域）に対して，ターゲット遺伝⼦にH3K27ac修飾がエンリ ッチしている細胞種を⽰す（adjP < 0.01）．⾎球系細胞種は⾚⾊，他の細胞種は灰⾊で⽰し ている．

a

b