④自閉症にかかわる遺伝子を探る
佐々木司（東京大学保健管理センター）
加藤教授： それでは休憩前の最後のご演題に移らせて頂きます。自閉症に関わる遺伝子を探るということで、 東京大学保健センターの佐々木司先生にお願いいたします。佐々木先生も専門の小児精神科医とい うわけではありませんで、主に統合失調症を中心とした特に遺伝子の研究で日本の第一人者でござ います。彼にもまさに重要な課題である自閉症研究に加わって頂きたいということでお願いをして、 これまで研究を続けてきたものであります。それでは佐々木先生、よろしくお願いします。 佐々木先生： ご紹介どうも有難うございます。東大の教官はどうかという話が随分出ていましたけれども、私 は自閉症の広い特徴というのは結構東大の教官も持っている、私自身も持っていると思います。と いうのは受験勉強には非常に向いているのですね。歴史の年号がさっと入ってくる、英単語はパッ と入ってくる、それから、注意の集中に関しては、興味の集中が割と狭いところに限られると勉強 に集中しやすいとかですね。いろいろなことで今まで広い意味での自閉症の特徴に通ずる部分にメ リットを受けてきたんじゃないかと風に思っております。 ただ私のこれからのお話はむしろ広いところというよりは、コアな自閉症の方を念頭においてお 話を進めていきたいと思います。自閉症の遺伝子を探る
佐々木司 東京大学保健センター 自閉症の特徴 自閉症の特徴 3歳以下で発症 500～2500人にひとり 男性 ： 女性 = 4 : 1 対人関係・コミュニケーションの 障害 興味や活動の限定や反復 常同的行動パターン 脳の機能障害によっておこる発達障害 “ こころの病気 ” ではない 自閉症の関連遺伝子探索： 我が国の現状 我が国では、自閉症をはじめとする小児精神疾患の 研究はきわめて遅れている。 「単一遺伝子疾患」を 除けば遺伝子解明の研究は皆無に近かった。 これは児童精神科医の圧倒的不足とともに、 Š 「母親の責任」、「心因論」など誤った原因論 Š 「遺伝 ・ 遺伝子」という言葉へのアレルギー Š 生物学的研究への偏見（医師も含めて） が残っていること が影響しているかもしれない。 自閉症の遺伝子の探索ですが、わが国の現状は 正直なところ非常に遅れております。小児精神疾 患では、単一遺伝子疾患を除けば、遺伝子解明の 研究というのはこれまで我が国でほとんど行わ れてきませんでした。というのは先ほどからたく さん話が出ておりますが、児童精神科医が圧倒的 に不足していることと、母親の責任とか心因論と いった誤った原因論が影響してきました。それか ら遺伝、遺伝子という言葉へのアレルギー、生物 学的研究への偏見というのが、特に精神科の分野 の医師に残っているということが影響している のではないかと思っています。その中で我々は、3 年前からわが国で初めてチームを作って研究を始めました。チームというの は東大、東海大学、鳥取大学の 3 大学とそれから今日お越し頂いております愛知、三重、横浜市の 各施設と協力してのもので、組織的な研究活動をしております。今日はこのような研究を進めるこ との根拠と意味のご説明、またこれまで得られた結果についての紹介も若干致したいと思います。 最初に自閉症における遺伝的要因の関与につ いてですが、一般に病気をもたらす要因という のは遺伝的要因（これは遺伝子が関与するもの ですが）、それと環境的要因に分けられます。原 因を探る研究をする場合には、どちらがどれく らい関与しているかをまず考えるというのが常 套手段でありまして、その手がかりとなるのは 双生児研究と家系研究といった研究です。具体 的には一卵性双生児と二卵性双生児の発病一致 率を比較する、あるいは発症した方の同胞（同 胞というのは兄弟姉妹のことですが）の発病危 険率をみる、それを一般人口における発病危険 率と比較する等をいたします。 その手がかり ＝双生児研究と家系研究： 一卵性と二卵性双生児の 発病一致率比較 発症した人の同胞（＝兄弟姉妹）の 発病危険率 一般人口における発病危険率 今日のお話ー章立て 自閉症における遺伝的要因の関与 複数遺伝子の関与について：複雑疾患と単一遺伝子 病との違いの理解 自閉症関連遺伝子の探索：その意義と研究の流れに ついて これまでの研究結果について 自閉症の関連遺伝子探索： 我が国の現状 我々は3年前から、我が国で初めて 、東大・東海大・ 鳥取大の3大学がチームを組み愛知、三重、横浜の各 施設と協力して、 自閉症の関連遺伝子探索のための 組織的研究活動を開始 今日はこのような 研究を進める、１）根拠と意味 に ついてご説明し、２） これまで得られた結果 につい てもご紹介したいと思います。 一般に病気をもたらす要因は： 遺伝的要因（遺伝子の関与） と環境的 要因）に分けられる。 原因を探る研究ではどちらがどれくら い関与しているかをまず考える。
先ほど笠井先生のお話にありましたけれども、一卵性と二卵性の比較をする意味を最初にご説明 いたします。一卵性双生児は遺伝子が 100％一致しております。これに対して二卵性では 50％しか 一致しておりませんので、遺伝的には普通の兄弟と同じ関係にあるわけですが、環境の面でいきま すと、環境の共有率では二卵性双生児は同胞よりも高くて、むしろ一卵性双生児とあまり違わない。 このことを利用して考えていきます。そうしますと一卵性双生児の発病一致率が二卵性双生児より もずっと高ければ、これは遺伝的要因が発病に関与していると考えます。また、二卵性双生児の発 病一致率と発病された方の普通の同胞における発病率にあまり差がなければ、環境的要因の関与は 比較的小さいだろうと考えるわけです。 双生児の発病一致率： 一卵性と二卵性の比較の意味 一卵性双生児の発病一致率が、二卵性双生児のより ずっと高ければ、それは遺伝子一致率の違い（ 100％ vs. 50%） による、すなわち 「遺伝的要因が発病に関与している」 と考えられる。 二卵性双生児の発病一致率と患者同胞の発病率に余 り違いがなければ、発育環境の共有は発病に余り影響しな い、すなわち 「環境的要因の関与は比較的小さい」 と考 えられる。 双生児の発病一致率： 一卵性と二卵性の比較の意味は？ 一卵性双生児＝遺伝子が100％一致 二卵性双生児 ＝50％の遺伝子が一致 ＝遺伝的には同胞同士と同じ関係 ＝環境（母胎内を含めた発育環境） の 共有率は、同胞より高く、 一卵性双生児と余り違わない 実際自閉症ではどうでしょうか？ 自閉症の一 卵性双生児の発病率は 7 割から 9 割、これは研究 によって少し幅がありますけれど 6 割から 9 割、 あるいは 7 割から 9 割といわれております。これ に比べまして二卵性の発病率は 0 から 2 割。大体 5％から 10％程度に集束すると思われます。それ と発病された方の同胞の発病率は 5％程度。もう ちょっと高いという報告もあって、5％から 10％ 程度と考えられます。するとどういうことが言え るかといいますと、自閉症の発病には遺伝的要因 が強く関与している、ということが明らかである と考えられます。それから二卵性双生児の発病一 致率と発病された方の同胞の発病とでは、自閉症 の場合余り差がありませんので、環境的要因は関与はゼロではありませんが遺伝的要因に比べれば だいぶ弱いだろうという結論になるわけです。 双生児の発病一致率と同胞の発病危険率： ＝自閉症の場合 一卵性双生児の発病一致率： 7－9割 二卵性の発病一致率： 0-2割（ 5-10％程度） 患者同胞の発病危険率： 5％程度 →自閉症の発病には遺伝的要因が強く関与 している 環境的要因の関与はそれに比べると大分弱 そう この遺伝的要因が関与しているということは、 実際にはどういうことなのかということを次に お話したいと思います。遺伝的要因が関与する疾 患というのは実は 2 通りありまして、単一遺伝子 疾患といわれるものと、多因子疾患あるいは複雑 疾患といわれるもの、この 2 つに大きく分けるこ とができます。 遺伝的要因の関与する疾患 単一遺伝子疾患 多因子疾患（複雑疾患）
まず単一遺伝子疾患でありますが、別名メンデル型遺伝病ともいわれます。これはある１つの遺 伝子の異常が発病に決定的な役割を果たす疾患であります。特徴としてはどの疾患も罹患者の数は 少ない。比較的まれな病気が多いというのが特徴です。それと、1990 年代からこれまで、たくさん の病気で遺伝子が解明されたという報告がされていますが、これはほぼすべて、この単一遺伝子疾 患についてです。単一遺伝子疾患の主な遺伝様式には優性遺伝と劣勢遺伝とがあります。優性遺伝 では家族内で複数の世代で発症がみられますが、劣勢遺伝では血縁結婚を続けなければ次の世代で は発病は見られないという違いがあります。 これに対しまして、多因子疾患あるいは複雑 疾患では複数の遺伝子が発病に関与します、複数 の遺伝子が関与していますので、個々の遺伝子の 影響は比較的小さくなります。それから、世の中 の病気の多くは複雑疾患であるといえます。例え ば、糖尿病、高血圧、あるいは精神疾患分野では 鬱病、統合失調症といったものはすべて多因子疾 患と考えられています。複雑疾患では、患者さん の同胞や子供での発病率は一般人口よりは多い が決定的レベルではありません。これらの疾患の 多くでは、患者さんの家族であってもむしろ発病 しない人の方が多い、というのが特徴です。 さて、自閉症はこの 2 つのどちらでしょうか？ これを考える上で単一遺伝子疾患に罹患された 方の同胞での発病率を見てみたいと思います。単一遺伝子疾患で優性遺伝とすると、この値は 50％ よりは少ないが 50％に比較的近い数字となります。一方劣勢遺伝では 25％に近い値となります。 遺伝的要因の関与する疾患 単一遺伝子疾患 （メンデル型遺伝病） の遺伝様式 Š 優性遺伝：家族内で複数の世代で多発 Š 劣性遺伝：血縁結婚を続けなければ次の 世代では発病は見られない、 より稀な疾患。 遺伝的要因の関与する疾患 単一遺伝子疾患 （メンデル型遺伝病） Š ある１つの遺伝子の異常が、発病に決定的 な役割を果たす疾患 Š どの疾患も罹患家族数は比較的少ない。 Š これまで「遺伝子の解明された疾患」はすべてこれ 遺伝的要因の関与する疾患 多因子疾患（複雑疾患） Š 複数の遺伝子が発病に関与 Š 個々の遺伝子の影響は比較的小さい Š 世の中の病気の多くは複雑疾患である （例えば、 糖尿病、高血圧、うつ病 ...É ） Š 同胞や子供の発病率は一般人口より多いが、 決定的レベルではない （発病しない人の方 が多い） 自閉症はどちら？ 単一遺伝子疾患 多因子疾患（複雑疾患） 遺伝的要因の関与する疾患 単一遺伝子疾患 （メンデル型遺伝病） の罹患者同胞での発病率 Š 優性遺伝： ５０％弱 Š 劣性遺伝： ２５％弱
多因子疾患の方はどうかといいますと、同胞の発病率はかなり低くなります。それから一卵性と ニ卵生の発病率の差がですが、これは関与する遺伝子が多くなるほど大きくなる傾向があるます。 実際の自閉症のデータと比較してみましょう。自閉症の場合は一卵性双生児の発病一致率は 7 割か ら 9 割。二卵性では平均 5％から 10％程度。患者さんの同胞の発病危険率も大体同じくらい 5％か ら 10％程度です。従いまして結論としては、自閉症は基本的に複雑疾患、多因子疾患と考えるべき です。 ここまで述べたことをまとめますと、まず自 閉症の発病には遺伝的要因が強く関与しており ます。ただし、ここから誤解のないように是非今 日覚えて頂きたいのですが、遺伝的要因が強く関 与していると言っても、基本的には、１つの遺伝 子の変化によって発病するメンデル型遺伝病、単 一遺伝子疾患ではなくて大部分は複数の遺伝子 の変化が偶然重なって起こる複雑疾患であると いうことです。したがって患者さんの同胞あるい はお子さんでの発病危険率は平均的には、メンデ ル型遺伝病のように高くはないということです。 遺伝的要因の関与する疾患 多因子疾患（複雑疾患）の家族内発病 率は一般に Š 同胞での発病率：かなり低い Š 一卵性と二卵性双生児の発病一致率の差が 大きい（関与する遺伝子が多いほど差は大きく なる） 双生児の発病一致率と同胞の発病危険率： ＝自閉症の場合 一卵性双生児の発病一致率： 7－9割 二卵性の発病一致率： 0-2割（ 5-10％程 度） 患者同胞の発病危険率： 5％程度 →自閉症の発病には遺伝的要因が強く 関与している 環境的要因の関与はそれに比べると大 分弱そう 自閉症は基本的に複雑疾患 （＝多因子疾患）である ここまでのまとめ 自閉症の発病には遺伝的要因が強く関 与する。 ただし基本的に、１つの遺伝子の変化 によって発病が決定する メンデル型遺 伝病（単一遺伝子疾患）ではなく、 大部分は、複数の遺伝子の変化が偶然 重なって起こる複雑疾患（多因子疾患） である。
次に自閉症関連遺伝子の探索研究の実際の 流れについてお話したいと思います。先ほどの スライドで、自閉症は複数の遺伝子の変化によ ると申しました。この「複数」というのは実際 どれ位の数かということが問題となるのです が、おそらくは 10 から 20 の遺伝子は関わって いるだろうと考えられています。このうち例え ば 5 個なり 6 個なりが重なると病気につながる のかもしれないという様に推測しております。 どれくらい複数か？ Š これまでの予測では、 Š 全部で１０－２０は関わる遺伝子が ありそう （＝実際に解明してみないと正確には わからないが・・）、このうちの数個が重なると 発病につながるのかも知れない・・ さて実際の関連遺伝子探索研究にはこの 2 つのプロセスがあります。１つは対象のリクルート。 もう 1 つは、リクルートで得られた試料などの解析です。このうち一番大切なのは、実は対象のリ クルートの方であります。これは、罹患されている方、そのご家族、その他の方から血液資料と臨 床データを集めるということを致しますが、問題はリクルートする対象の数であります。きちんと した研究をするには、結論のしっかりした研究をするには、数百から千家族程度の方からの協力が 必要であると考えられます。それから実際にご家族から協力して頂く場合、罹患された方のみでな く、ご家族、特にご両親、それから可能なら同胞の方の試料が揃っている方が高精度の解析が可能 であります。そしてさらに正確かつ詳細な臨床心理データ、先ほど笠井先生が話されました画像デ ータなどもこの中に入ってくるわけですが、これらが揃って、はじめて関連遺伝子の同定にたどり 着く研究が可能となります。 関連遺伝子探索研究の流れ １． 対象リクルート ２． 得られた試料（ DNA)と臨床データ 解析 関連遺伝子探索研究の流れ １．対象リクルート Š 罹患されている方、そのご家族、その他の 対照者の方から血液試料、臨床心理データ を集める Š 対象数：数百～千家族 Š 組み合わせ： 罹患された方のみでなく ご家 族（特に両親 ＆可能なら同胞） の試料が そろっている方が高精度の解析が可能 Š 正確かつ詳細な臨床心理データ 関連遺伝子探索研究の流れ ２． 得られた試料（ DNA)と臨床データ 解析 Š すなわち研究室での遺伝子解析＝「関連遺 伝子探し」 Š １）連鎖解析 Š ２）関連解析 試料とデータが得られてからようやく、皆様 の遺伝子研究のイメージにあるような、研究室 における実際の遺伝子解析を始めることになり ます。さらに、その結果を臨床データとつき合 わせてどの遺伝子が自閉症と関連しているかの 解析を行いますが、その方法は、連鎖解析と関 連解析に大きく分けられます。
ちなみにヒトの遺伝子というのは実は 3 万弱、 2 万 5000 個ぐらいあるといわれています。これ が 46 本の染色体に散らばって分布しておりま して、この 3 万弱から自閉症に関連する 10 から 20 個の遺伝子を見つけ出すというのが我々の 目的なのです。実際にこれは大変な作業であり ます。 ヒトの遺伝子は 3万弱 これらが 46本の染色体（＝ 22対の常染 色体と 2本（または 1対）の性染色体） に散らばって分布 この3万弱から自閉症に関連する 10－20 個（またはそれ以上） の遺伝子を見つけ 出すことが我々の目的 ヒトの遺伝子 3 万の中から 10 個 20 個を探すというのは、「地図の中から何かを探しなさい」という作業に喩え ますと、例えばですね、学校の地図記号、「文」というのがそうですね。この「文」という記号だ けを頼りに、日本地図の中から現在我々がおります東大安田講堂を見つけなさい、というのと同じ ようなものであります。しかも日本地理の知識がない外国人にそれを指示するようなものです。せ めて東大のおおまかな住所、74 都道府県のうち東京都の文京区にあるわけですけれど、それくらい の手がかりが分かっていないと不可能に近い作業であります。あるいは、「東大」東京「大学」で あると分かれば、実は大学の記号は「文」の中でも丸に囲まれた形のものなので、それに注目する ことも有力な手がかりとなります。ちなみに日本には現在 700 も大学があるということなので、こ の 700 をしらみつぶしに探して 1 個を見つけるという作業になるわけですね。 これはエライ作業です É 地図の中から何かを探す作業に例える と É Š 「 学校の地図記号（「文」） だけを たよりに日本地図の中から 「トーダ イヤスダコードー」 を見つけなさい」 と日本地理に知識のない外国人に指示するような もの Š せめて、「トーダイ」の大まかな住所＝「 47都道府県のうち、東京都の文京区」 くら いわからないと 不可能に近い Š 「トーダイ」が東京「 大学」であるとわか れば、「大学」記号の中から探す ことも可 （日本では現在７００大学あるそうですが・・） これを、我々が行っております関連遺伝子探索研究に当てはめてみますと、まず「東京都文京区」 という手がかりを見つけること、これはですね 46 本ある染色体のどのあたりにありそうかという ことを見当つけることになります。この作業を 「連鎖解析」と呼んでいます。どの染色体のどの あたりにあるか、すなわち東京都文京区、という のが分かったら、次は文京区にある多分 50 校程 度の学校のうちどれが東大かを探せば良いわけ ですが、この作業を「関連解析」と呼びます。ま た「関連解析」には、先ほど述べた「大学である」 ことを手がかりに、日本にある数万の学校の中か ら大学のみ、と言っても７００校くらいあるそう ですが、にターゲットを絞って探すというやり方 もあります。これは自閉症の遺伝子研究に当ては めて言いますと、遺伝子全体のうち、神経発達関 連に関わっていると思われる遺伝子にターゲッ これを、関連遺伝子探索研究（連鎖解析と 関連解析）に戻してあてはめると； Š 大まかな住所（トーダイでは東京都文京区） ＝46本ある 染色体のどのあたり にありそうか 、を調べるのが 連 鎖解析 Š さらに詳しく、 1）東京都文京区のどの学校（「文」）がトー ダイか？＝ある染色体領域内のどの遺伝子が自閉症 に関わっているか？あるいは 2)日本に７００ある「大学」の うちどれが＝数百以上ある神経発達関連遺伝子のう ちどれがそうか？ を調べるのが 関連解析 連鎖解析と関連解析：実施するうえでの 違い 関連解析：罹患されている方とそのご両親 か らの試料（または罹患されている方と、全く血縁にない罹 患されていない方との組み合わせ） を用いる 連鎖解析： たまたま2人以上罹患している同胞 （とそのご両親） からの試料を用いる ただし、いずれも できるだけ多数 の方（＝数百単位） からの試料を用いることが望まれる。
トを絞って、そのうちどれが自閉症に関わっているかを調べるということになります。さてこの連 鎖解析と関連解析でありますが、実施するための条件にも若干の違いがあります。関連解析という のは罹患されている方とそのご両親からの試料を集めることで可能になります。それに対しまして 連鎖解析は、たまたま二人以上罹患されているという同胞ならびにそのご家族から試料を集めるこ とが必要になりますので、条件が若干厳しくなります。なお、いずれを行う場合も、できるだけ多 くの試料を集める必要があることは同じです。 次に実際に自閉症の関連遺伝子探索研究の現状はどうなっているかということを述べますが、欧 米では連鎖研究も関連研究も共に盛んに行われております。ただし研究ごとの結果は必ずしも一致 しておりませんで、実際の関連遺伝子同定というのはこれからの課題として残されています。ただ し＝さらに「ただし」なのですが、複数の連鎖研究で一致して示唆されている染色体領域、要する におおまかな住所というのがいくつかわかってきておりまして、これが有力な手がかりになってお ります。どんな染色体領域かと申しますと、例えば 2 番染色体とか 7 番染色体とか 15 番染色体の それぞれの一部であります。 ちなみに統合失調症では、こういうやり方ですでに遺伝子がいくつか同定されてきております。 自閉症は、実は統合失調症より遺伝的要因の関与が強い疾患でありますので、このようなやり方で 自閉症の関連遺伝子の同定もこれから進んでいくものと我々は期待しております。 自閉症の関連遺伝子探索の現状は？ 欧米では、連鎖研究・関連研究ともに盛ん に進めら れている しかし諸研究間で結果が十分に一致せず、実際の関 連遺伝子同定はこれからの課題として残されている ただし、 複数の連鎖研究で一致して示唆されている 染色体領域（＝「おおまかな住所」） があり、有益 な手がかりとなっている。 複数の連鎖研究で示唆され、有益な手がかり （＝大まかな住所）となっている染色体領域； 具体的には Š 2番染色体の一部 Š 7番染色体の一部 Š 15番染色体の一部 など（ほかにも多数） ひるがえってわが国の現状はどうかと申しま すと、最初に述べましたように残念ながら非常に 遅れております。これまでほとんど遺伝子解明の 研究は行われてこなかったというのが実情です。 これにはいろいろな先ほど申しましたように、 様々な事情が絡んでいると思われますが、その中 で我々は 3 年前からチームを組み研究を始めて おります。 自閉症の関連遺伝子探索：我が国の現状は？ 我々は3年前から、我が国で初めて 、我々東 大・東海大・鳥取大の 3大学がチームを組み 愛知、三重、横浜の各施設と協力して、 自閉 症の関連遺伝子探索のための組織的研究活動 を開始しました。
ちなみに、欧米で行われているのだからわざ わざ日本でやる必要があるのかという疑問もあ るかと思いますが、日本で行うことには 2 つの 大きな理由があります。１つは、関連遺伝子が いくつか海外で見つかってきたとしても、それ らは民族や人種によって一部異なっている可能 性もあります。従って、欧米の結果がそのまま 日本人に当てはまるという保証は何もないとい うことです。それから欧米のように人種・民族 がゴチャ混ぜの国での研究よりも、人種・民族 が比較的均質な日本人で行うことは、遺伝子の 研究としては実は非常に適しております。その 意味では世界中をリードして研究できるのでは ないかと思っております。 自閉症の関連遺伝子探索： 我が国の現状 欧米のみでなく、我が国で遺伝子探索を行う意義は？ Š 沢山ある関連遺伝子のうち、 一部の遺伝子は人種・民族に よって異なる可能性もある＝ 欧米の結果が日本人にすべて 当てはまる保障はない Š 欧米のように人種・民族ごちゃ混ぜの population での研究よ りも、 人種・民族の均質性が高い日本人での研究の方が、 遺伝子を見つけやすい可能性がある。 我々チームの活動を紹介します。１つは、研 究に協力して頂ける方のリクルートを続けてお ります。これは東大精神科、東海大学精神科、 あすなろ学園、杉山先生のところのあいち小児 保健医療総合センターにおいてユーザーの皆さ んの協力の元に今進めておるところであります。 すでに集めた試料の一部をもとに、関連解析に よる遺伝子解析を開始しております。具体的に どういう解析をしているかですが、先ほど申し ました有力な示唆が得られている 2 番、7 番、15 番の染色体領域にある中枢神経発達関連の遺伝 子を解析しております。また、自閉症では高頻 度合併疾患、高頻度というのは一般人口に比べ ると高頻度という意味ですが、そういう疾患がいくつかあります。脆弱Ｘ症候群、神経線維腫症な どがそうなのですが、これらの病気はどういう遺伝子が関わっているかが既に解明されていますの で、それらの遺伝子について解析するということもやっております。 共同研究チームの活動 研究に協力していただく方のリクルート Š 東大精神科、東海大精神科、あすなろ学園（三重 県）、あいち小児医療保健総合センター において、 ユーザーの皆さんの協力のもと 、研究に協力いた だける方のリクルート、臨床心理検査、採血など を継続して進め、 対象の拡大・充実を図っている 。 遺伝子解析の方法について簡単に説明します。遺伝子の中には「DNA 多型」と呼ばれる遺伝子配 列の変化がたくさんあります。「関連解析」では、この変化の分布を、罹患されている方とそうで ない方とで比較しますが、これを開始しております。もう１つの「連鎖解析」も出来れば始めたい ところなのですが、我々のチームを含めてわが国では全く行えておりません。と言いますのは二人 以上の同胞の方が罹患したご家族を多数リクルートすることが連鎖解析には必要なのですが、現段 階ではそれが圧倒的に不足しているということであります。したがって今は関連解析から始めてお ります。 共同研究チームの活動： 集めた試料をもとに É 関連解析による遺伝子解析を開始 Š 海外の複数の連鎖解析等で示唆された2番、 7番、 15番染色 体領域の中枢神経形成・発達遺伝子 の解析 Š 自閉症における高頻度合併疾患（脆弱 X症候群、神経線維症 腫など）の遺伝子の解析 Š 方法：遺伝子内に沢山存在する DNA多型（ SNPなど )の罹患 者と非罹患者での分布の比較などにより 関連解析を開始し ている 共同研究チームの活動 ただし連鎖解析はÉ Š 本共同研究チームを含めて、 我が国では全く行えていない Š 2人以上の同胞が罹患した家族のリクルート が、現段階では 圧倒的に不足しているため、 関連解析に踏み出すことだで きない状況にある。
現在までに行った解析結果の一部をご紹介し たいと思います。まず高頻度合併疾患の責任遺伝 子の解析の一つを紹介します。この図は脆弱Ｘ症 候群の責任遺伝子である FMR1 遺伝子ですが、こ の中には C-C-G という DNA のつながりがたくさん 並んでいるところがあります。これがどんどん伸 びて異常な長さになると脆弱Ｘ症候群となりま す。では、自閉症の方でも、この C-C-G の繰り返 しが、脆弱Ｘ症候群ほどではなくても、ある程度 伸びているのではないかと疑って調べてみまし た。結果として、自閉症のお子さん、その親御さ ん、およびそれ以外の一般の方との間で、繰り返 しの分布に差はありませんでした。したがって、 疑いに反して、この遺伝子はあまり自閉症には関係ないのだろうと推測されます。 Normal(6-50) Carrier(50-200) Fragile X syndrome(>200) 脆弱X症候群のFMR1 gene 脆弱X症候群のFMR1 gene 次に 7 番染色体領域の神経形成・発達関連遺伝子の解析についてご説明し、今日の話を終えたい と思います。まず FOXA1 という遺伝子の解析についてお話します。この遺伝子は、神経の分化や発 達に非常に重要な遺伝子でありますが、この遺伝子にも先程の FMR1 遺伝子のような「繰り返し配 列」というのがあります。 通常これが 10 個並んでいるのがノーマルでありますが、実は自閉症の方の中にこれが短い、あ るいは長いというのがあります。この変化が、実は細胞内での遺伝子の機能異常につながっている 300bp ↓ 28 27 31 21 ▼ ALFred sequencer : Marker Male Female Female Male
Marker: ALF express sizer 50-500 結果 0 10 20 30 40 50 8 10 12 14 1618 2022 2426 28 30 3234 36 38 40 42 44 46 48 50 CGG repeat allele数 0 20 40 60 80 100 120 140 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 CGG repeat allele数 検体数 アレル数 男 １０２ １ ０２ 女 ７ １４ 計 １０９ １ １６ 検体数 アレル数 母 １０５ ２ １０ 父 １０６ １ ０６ 計 ２１１ ３ １６ Autism(child) Autism(parents) HOXA1 gene HOXA1 gene HOXA1 RELN WNT2 FOXP2 22 21 15.3 15.1 14 13 12 11.1 11.1 11.22 11.23 21.1 21.2 21.3 22 31.1 31.2 31.3 32 33 34 35 36 Exon1(652bp) Exon2(356bp) Homeobox Homeobox Homeobox ▼機能 ･ 転写因子をコードしている ･ 神経の分化や発達に重要 Chromosome 7 Intron(465bp)
His His His His His His His His His His His repeats
His repeats
His repeats
▼Ingram et al. Teratology 2000.
Discovery of allelic variants of HOXA1 and HOXB1: genetic susceptibility to autism spectrum disorders.
SNP
His His His His His His His
mRNA 203 bp Genome 653 bp 465 bp 355 bp Histidine repeat Exon 2 Intron Exon 1 mRNA variant HOX gene
か、案外無関係なのかは、これからさらに慎重に調べなくてはならない課題です。つまり自閉症と の関わりについての結論はこれから、ということになります。 次に、細かい図で恐縮なのですが、 これはやはり 7 番染色体の長腕、欧 米の連鎖解析では特にホットスポ ッ ト と 思 わ れ て い る 場 所 に あ る Reelin という遺伝子の図です。この 遺伝子は、脳の皮質の構造を決定す る際に非常に重要な役割を果たす ものです。遺伝子の中には一般に SNPs という多型がたくさんあるの ですが、Reelin 遺伝子の SNPｓのう ちまずは 13 個調べてみましたとこ ろ、いくつかの SNPs で自閉症との 関連性、すなわち自閉症の方とそう でない方との分布の違いが見つか ってきました。この表で 2 列にわた って示してありますのはともに関 連解析の結果ですが、片方はケース コントロールデザインで解析した もの、もう一方は TDT といって親子 のつながりで解析したもので、若干 方法が異なります。もう一つ、これ もやはり 7 番染色体のホットスポッ トにある NrCAM という遺伝子の結果 です。この遺伝子についても SNPs を十数個調べてみました。そうしま すと、表の中では赤字で示しました が、これら多くの SNPs について自 閉症との関連を示唆する結果が得 られました。以上です。 Reelin遺伝子の13個のSNP'sと自閉症との関連：case-controlおよびTDTの結果 case-control
locus db SNP ID alleleA alleleB alleleA alleleB χ２乗値 p_value オッズ比 上側 下側 χ２乗値 p_value SNP's 1 rs961206 59 277 71 357 0.125617 0.72302 1.070982 0.732936 1.564943 0.086957 0.768083 SNP's 2 rs2299401 136 202 148 272 1.997256 0.157584 1.237356 0.920751 1.662827 0.12 0.729034 SNP's 3 rs264373 148 190 198 222 0.850107 0.356522 0.873365 0.654886 1.164732 2.723404 0.098887 SNP's 4 rs2299383 203 133 258 162 0.080328 0.776853 0.958384 0.714291 1.285892 0.695652 0.404248 SNP's 5 rs1355354 237 99 305 119 0.179156 0.6721 0.934029 0.680925 1.281213 0.690141 0.406116 SNP's 6 rs2229859 43 293 57 369 0.055935 0.813041 0.950063 0.621391 1.45258 2.380952 0.122823 SNP's 7 rs1006817 92 246 108 316 0.296602 0.58602 1.094249 0.791264 1.51325 0.055556 0.813664 SNP's 8 rs362691 42 294 30 394 6.43164 0.01121 1.87619 1.146789 3.069518 2.777778 0.095581 SNP's 9 rs123714 235 103 286 138 0.374038 0.540812 1.100889 0.808995 1.498103 2.139241 0.143573 SNP's 10 rs144525 74 260 91 327 0.016097 0.899041 1.022739 0.722624 1.447495 0.275862 0.599426 SNP's 11 rs2237625 110 226 133 295 0.240098 0.624135 1.079579 0.794738 1.466511 0.5 0.4795 SNP's 12 rs2528876 130 206 163 259 0.000332 0.98546 1.00274 0.74711 1.345835 7.333333 0.00677 SNP's 13 rs2965087 205 131 258 166 0.002088 0.963553 1.006864 0.750826 1.350214 7.333333 0.00677 TDT Autism Control 95％信頼区間 NRCAM遺伝子の16個のSNP'sと自閉症との関連：case-control およびTDTの結果 case-control
locus db SNP ID alleleA alleleB alleleA alleleB χ２乗値 p_value オッズ比 上側 下側 χ２乗値 p_value SNP's 1 rs1859767 217 117 230 194 8.881578 0.00288 1.5644 1.164711 2.101248 1.942529 0.163394 SNP's 2 rs1034825 195 143 202 222 7.61299 0.00579 1.49865 1.123741 1.998638 1.086957 0.297147 SNP's 3 rs2300045 109 229 187 233 11.85673 0.00057 0.593069 0.440054 0.79929 0 1 SNP's 4 rs2300043 189 149 197 231 7.388118 0.00657 1.487378 1.116547 1.98137 0.375 0.540291 SNP's 5 rs2300039 92 246 99 327 1.591799 0.207069 1.23528 0.889388 1.715692 0.235294 0.627626 SNP's 6 rs2216259 109 229 132 290 0.081361 0.775461 1.045719 0.769133 1.421768 0.205128 0.650613 SNP's 7 rs2300012 199 133 280 142 3.296087 0.069445 0.758808 0.563115 1.022508 0.010309 0.919126 SNP's 8 rs1269655 72 266 60 366 6.868696 0.00877 1.651128 1.132248 2.407798 0.266667 0.605577 SNP's 9 rs1269642 77 261 64 360 7.369017 0.00664 1.659483 1.148741 2.397305 0.068966 0.792849 SNP's 10 rs1269627 44 294 54 364 0.001626 0.967831 1.008818 0.658417 1.5457 1.684211 0.194366 SNP's 11 rs1269621 249 89 342 84 4.705327 0.03007 0.687167 0.489135 0.965375 1.051948 0.305059 SNP's 12 rs3833341 44 294 51 369 0.13077 0.717635 1.082833 0.703402 1.666937 0.257143 0.61209 SNP's 13 ss4943743 42 294 48 374 0.226498 0.634133 1.113095 0.715867 1.730741 1.324324 0.249817 SNP's 14 rs6958498 296 42 367 53 0.006365 0.936414 1.017776 0.660161 1.569115 2.189189 0.138982 SNP's 15 rs449514 259 75 321 97 0.059301 0.807604 1.043531 0.740555 1.47046 3.764706 0.052345 SNP's 16 rs409969 75 263 93 331 0.007137 0.932672 1.014964 0.719113 1.43253 4.764706 0.02905 TDT Autism Control 95％信頼区間 Type 検体数 検体数 （リピート数） （ Child） （ Parent） 10/10 105 200 /10 2 4 10/ 3 6 10/ 0 1 Total 110 211 7 11 12 328bp 325bp 331bp 結果： 機能異常につながる新しい多型の発見 ALFred Sequencer GFP + PI = merge
10-His HOX gene
7-His HOX gene Transient expression of
HOXA1-GFP in COS cells
最後に、これらの研究を行うことが、自閉症の方やそのご家族にとってどういう意味、メリット があるのかを述べたいと思います。遺伝子研究というのは、実は非常に膨大な時間と労力を要する ものですので、何のメリットもないのでしたら、研究者にとっても徒労にしか過ぎなくなってしま いますので、これは重大な問題です。さてどういうメリットがあるかと申しますと、関連遺伝子群 が分かりますと、まず自閉症の背景になっている中枢神経の発達メカニズムの解明が進みます。そ の情報は、創薬に役立てられる可能性が出て来る。さらに重要なのは、遺伝子というものは環境的 要因と相互的に作用して働くので、関連遺伝子群が分かって、どういう環境的要因がそれらの遺伝 子と相互作用するかが分かれば、その環境要因の調整を通じて発病予防や症状軽減を図れるだろう という様に考えておりまして、今はその思いを支えに大学院生の皆さんに日夜徹夜をしながら解析 を進めてもらっているという段階です。ご清聴有難うございました。 加藤教授： どうも有難うございました。現在精力的に行っている遺伝子研究を当人がカミングアウト？して おりましたが、まさに直球勝負で申し上げました。 関連遺伝子探索の意義 将来の役に立たない研究なら、しない 方が良いÉ Š 利用者・家族にとっても、研究者にとっても、意 義のない研究のために苦労するのは時間と労力の 無駄・・（キリギリスの方がまし） 関連遺伝子の探索の意義 関連遺伝子群がわかると、 自閉症の背景に なっている 中枢神経の特徴的発達のメ カニズムを解明できる。 その情報を創薬に役立てられる。 関連遺伝子群と相互作用する環境的要因 がわかれば、そこを通じて 予防や症状軽減 を図れる。
