説明

肥満の遺伝的リスク検出法

【課題】 肥満のリスク検出法等を提供すること。
【解決手段】 3906名の日本人について、肥満とコントロール者とについて、124個の候補遺伝子に関し147個の遺伝子多型をPCR、配列特異的オリゴヌクレオチドプローブ、およびサスペンション・アレイ・テクノロジー(SAT)を用いて検出した。その結果、ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、ESR1の−1989T→G、APOC3の−482C→T、IRS1の3931G→A、GCLCの−129C→T、ADRB1の1165G→C、F12の46C→T、STX1Aの205T→Cのうちの少なくとも1個または2個以上の遺伝子多型と、年齢とを評価因子とすることにより、肥満のリスク検出を行えることが分かった。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、肥満の遺伝的リスク検出法等に関するものである。
【背景技術】
【0002】
肥満は、遺伝的要因・ライフスタイル・環境要因などの相互作用によって生じる疾患であり、世界的に広く蔓延している。デスクワークが中心の生活、高脂肪・高カロリーの食事、肥満になりやすい遺伝因子などの要因は全て肥満の蔓延に寄与する。遺伝連鎖解析(非特許文献1〜4。関連文献については、末尾にまとめて示す))と候補遺伝子解析(非特許文献5〜8)によって、肥満に関与するいくつかの遺伝子座と候補遺伝子が見出されているが、遺伝的感受性に寄与する遺伝子については未だに同定されていない。更に、遺伝的要因並びに民族間のライフスタイルの相違及び環境要因を考慮すると、各民族において、肥満に関与する遺伝子多型を検討することが重要である。
このように、肥満に関与する遺伝要因については、未だ十分に解明されているとは言えない状況にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、肥満について、遺伝的リスクを判断するための一材料を得るための遺伝子検出法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、肥満に関し、3906名の日本人について、147カ所の遺伝子多型に関する大規模研究の結果として得られたものである。本研究の目的は、肥満に関与する遺伝子多型を同定し、この知見に基づいて、ある者に対して肥満を予防するための有用な情報を与えることである。
【0005】
上記課題を解決するための第1の発明に係る肥満のリスク検出法は、ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、ESR1の−1989T→G、APOC3の−482C→T、IRS1の3931G→A、GCLCの−129C→T、ADRB1の1165G→C、F12の46C→T、STX1Aの205T→Cのうちの少なくとも1個または2個以上の遺伝子多型と、年齢とを評価因子とし、各評価因子のオッズ比を乗じた発症リスクを計算し、この発症リスクを平均と分散またはパーセント区分に応じて3つ以上の複数の群を作成し、各群に応じて発症のリスクを検出することを特徴とする。
このとき、群を形成するときに使用する分散については、統計上の分散値、或いは標準偏差値(SD)、パーセントによる区分などを用いることができる。なお、遺伝子多型については、必ずしも上記9個には限られず、これら9個の多型のうちの任意の1個〜8個、或いは本明細書中で示される上記9個の他の多型を含む10個以上で実施することもできる。
【0006】
本明細書中において、多型の記載方法は、次の通りである。原則として、各遺伝子について、「多型が生じている位置、データベースに登録されている塩基(A:アデニン、G:グアニン、C:シトシン、T:チミン)→多型塩基」の順で記載する。例えば、「ACEの−240A→T」は、ACE遺伝子について、−240位のAがTとなっている多型を意味している。但し、挿入あるいは欠失多型については、「多型が生じている位置/データベースに登録されている数とその塩基→塩基数及び塩基」の順で記載する。例えば、「IPF1の−108/3G→4G」は、IPF1遺伝子について、−108位の3個の連続するGが、4個の連続するGとなる多型を意味している。また、場所の指定がない多型(例えば、TNFSF4のA→G)については、表1〜表5に記載のdbSNPのアクセス番号から、その内容を容易に理解することができる。また、順方向(forward strand)に読んでA/G多型としてデータベースに記録されている場合であっても、逆方向(reverse strand)で読むとT/C多型となる。多くの文献について、「T/C」多型として記載されている場合には、データベース中の記録であるA/G多型と異なることがある。
【0007】
一般に多型は、集団(例えば、日本人集団、西洋人集団など)が異なると、その種類・頻度が異なることが知られている。このため、日本人以外の集団において、肥満との関係が指摘されている多型であっても、必ずしも日本人集団においてそのような関連が認められるわけではない。このため、従来の報告については、国または疾患が異なる場合には、必ずしも日本人における多型および肥満との関連が裏付けられるわけではない。
【0008】
また、第2の発明に係る肥満の遺伝的リスク検出法は、ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、ESR1の−1989T→G、APOC3の−482C→T、IRS1の3931G→A、GCLCの−129C→T、ADRB1の1165G→C、F12の46C→T、STX1Aの205T→Cのうちの少なくとも1個または2個以上の遺伝子多型を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、肥満について、遺伝的リスクおよび発症リスクを判断するための検出法等が提供される。この発明を用いることにより、肥満に対する予防が可能となり、肥満が原因となって引き起こされる高血圧・糖尿病・メタボリック症候群・心筋梗塞・脳血管障害などの生活習慣病の罹患率を減少させることにより、高齢者の健康寿命延長・QOL向上・ねたきり防止ならびに今後の医療費削減など、医学的・社会的に大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
次に、本発明の実施形態について、図表を参照しつつ説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【0011】
<試験方法>
研究対象
研究対象は、3906名(男性2286名、女性1620名)の日本人であった。彼らは、研究参加施設(岐阜県立岐阜病院、岐阜県立多治見病院、岐阜県立下呂温泉病院、弘前大学病院、黎明郷リハビリテーション病院)に、2002年10月から2005年3月までに来院した者であった。肥満の定義は、日本人及びアジア人の肥満指数(Body Mass Index:BMI)に関する基準(非特許文献9)に基づき、BMIが25kg/m以上とした。この基準により、3906名のうち、1196名(男性677名、女性519名)が肥満者であると診断された。
【0012】
2710名(男性1609名、女性1101名)のコントロール者は、毎年の健康診断のために参加病院の外来を受診した者であり、BMIは25kg/m未満であった。研究プロトコールはヘルシンキ宣言に従い、三重大学医学部、弘前大学医学部、岐阜県国際バイオ研究所、および参加病院の倫理委員会によって承認された。各参加者に対しては書面によるインフォームドコンセントを得た。
【0013】
多型の選択
公開データベースの使用および本発明者の鋭意検討により、124個の候補遺伝子を選択した。これらの遺伝子は、血圧及び内分泌機能の制御、血管に関する生物学、単球・マクロファージに関する生物学、リンパ球及び白血球に関する生物学、凝固及び線溶系、並びに血小板機能に加えて、脂質及び脂肪組織代謝、インスリン及び糖代謝、その他の代謝因子に関与すると言われているものであった。本発明者は、これら124個の遺伝子について、147個の多型を選択した。これらの多型の多くは、プロモーター領域、エクソン、イントロンのスプライシングの供与部位或いは受容部位に多く位置しており、多型の結果として、コードされたタンパク質の機能または発現に変化を与える可能性があるものであった。これら147個の多型は、下記表1〜表5に示した。なお、表中においては、左欄から順に、座位(Locus)、遺伝子名(Gene)、簡易記載(Symbol)、多型(Polymorphism)、多型データベース登録番号(dbSNP)を示している。なお、多型データベース登録番号が無い場合には、NCBI遺伝子バンクに登録されている番号を示した。
【0014】
【表1】

【0015】
【表2】

【0016】
【表3】

【0017】
【表4】

【0018】
【表5】

【0019】
遺伝子多型の検出方法
7mLの静脈血を50mmol/L EDTA(ジナトリウム塩)を含むチューブに採取し、ゲノムDNAをキット(ゲノミックス社製)によって分離した。147個の多型の遺伝子型は、PCRと配列特異的オリゴヌクレオチドプローブをサスペンジョン・アレイ・テクノロジー(SAT:Luminex 100)と組み合わせて使用する方法によって決定した(G&Gサイエンス株式会社)。プライマー、プローブ、その他の条件は、下表6に示した。表6は左から順に、遺伝子表記(Gene Symbol)、多型(Polymorphism)、センスプライマー(Sense primer)、アンチセンスプライマー(Antisense primer)、プローブ1(Probe 1)、プローブ2(Probe 2)、アニーリング温度(Annealing)、およびサイクル数(Cycles)を示した。また、詳細な方法については、既報のもの(非特許文献10)を基本として、適宜に増幅条件を変えて行った。なお、肥満との関連が認められなかった多型を検出するための条件については記載を省略した。
【0020】
【表6】

【0021】
PCR−SSOP−Luminex法
方法の詳細については、非特許文献10に記載の通りである。以下には、この方法の概要について説明する。
図1には、Luminex100フローサイトメトリーで検出するマイクロビーズの微細構造と特徴を示した。マイクロビーズ(図中の符号(A))は、直径が約5.5μm程度であり、ポリスチレン製である。ビーズ表面には、特異的な塩基配列を認識するプローブが結合されている。各ビーズには、一種類のプローブが結合されている。このマイクロビーズには、赤色色素と赤外色素との割合を変化させることにより、図中の符号(B)に示すように、最大で100種類のものを混合した状態で、各ビーズの同定が行えるようになっている。複数種類のプローブを備えたマイクロビーズ(但し、各マイクロビーズには一種類のプローブのみ)を適当な割合で混合し、100ビーズ/μLとなるようにしたビーズミックスを調製した(図中の符号(C))。
【0022】
図2には、PCR−SSOP−Luminex法の手順の概要を示した。
<増幅反応(Amplification)>
目的とするDNAを増幅するPCR反応には、5’末端をビオチンでラベルしたプライマーを用いた。1.5mM塩化マグネシウムを含む1xPCR溶液(50mM KCl、10mM Tris−HCl、pH8.3)、2%DMSO、0.2mM dNTPs、及び0.1μM〜10μMプライマーセットを混合し、Taq DNAポリメラーゼ(50U/mL)と50ng〜100ngのゲノムDNAを加えて25μLとした。PCR反応は、95℃で10分間処理の後、94℃で20秒間の変性、60℃で30秒間のアニーリング、及び72℃で30秒間の伸長を1サイクルとし、これを50サイクル繰り返した。機器としてGeneAmp9700サーマルサイクラー(アプライドバイオシステムズ社製)を用いた。
【0023】
<ハイブリダイゼーション(Hybridization)>
増幅したDNAを変性した後、ビーズミックスとハイブリダイズさせた。96ウエルプレートの各ウエルに、5μLの増幅反応後のPCR増幅液、5μLのビーズミックス、及び40μLのハイブリダイズ用緩衝液(3.75M TMAC、62.5mM TB(pH8.0)、0.5mM EDTA、0.125% N−ラウロイルザルコシン)を添加し、全量50μLとした。この混合液を添加した96ウエルプレートについて、95℃で2分間の変性、及び52℃で30分間のハイブリダイゼーションを行った(GeneAmp9700サーマルサイクラーを用いた。)。
図2中には、増幅したDNAを認識するプローブを有するビーズ(1)のみが、DNAと結合する様子が示されている。
【0024】
<ストレプトアビジン−フィコエリトリン反応(SA−PE Reaction)>
次に、上記ビーズミックス−DNAをSA−PEと反応させた。ハイブリダイゼーション反応の後、各ウエルに100μLのPBS−Tween(1xPBS(pH7.5)、0.01% Tween−20)を添加し、1000xgで5分間の遠心を行い、上清を取り去ることで、マイクロビーズを洗浄した。各ウエルに残ったマイクロビーズに、それぞれ70μLのSA−PE溶液(PBS−Tweenにより、市販品(G&Gサイエンス株式会社製)を100倍希釈したもの)を添加し混合した後、52℃で15分間の反応を行った(GeneAmp9700サーマルサイクラーを用いた。)。
図2中には、ビーズ(1)のプローブにのみビオチン化DNAが結合しているので、そのビオチンにSA−PEが結合する様子が示されている。
【0025】
<測定(Measurement)>
次に、反応後のサンプルはLuminex100を用いて、ビーズ種類の同定と、そのビーズにPEが結合しているか否かを判定した。測定は2種類のレーザを使用して行い、ビーズの種類は635nmレーザにより同定し、PE蛍光は532nmレーザを用いて定量した。オリゴビーズに結合したDNAは1測定あたり各々のビーズを最低50個ずつ測定し、定量されたPEの蛍光強度の中央値(MFI)を使用した。
図2中には、各ビーズ(1)〜(3)が同定され、かつビーズ(1)にのみPEが測定されたことから、ビーズ(1)に結合させたプローブが認識するDNAが増幅された様子が示されている。
【0026】
統計解析
臨床データは、肥満者群(Obesity)とコントロール群(Controls)との間で、対応のないスチューデントt検定により比較した。質的データは、カイ二乗検定によって比較した。対立遺伝子頻度は遺伝子カウント法によって概算し、ハーディ・ワインベルク平衡にあてはまるかどうかを判断するためにカイ二乗検定を使った。各常染色体上の遺伝子多型における遺伝子型分布は、肥満者群とコントロール群との間でカイ二乗検定(3x2)によって比較した。X染色体上にある遺伝子多型については、対立遺伝子頻度をカイ二乗検定(2x2)によって比較した。
【0027】
肥満と関連(P<0.06)する多型は、交絡因子を含む多項ロジスティック回帰分析法により解析した。このとき、交絡因子については、年齢(age)、性別(sex:女性=0、男性=1)、喫煙状態(smoking:非喫煙者=0、喫煙者=1)、および各遺伝子型を独立変数とし、肥満を従属変数とした。各遺伝子型は、優性、劣性、および2つの付加(付加1および2)遺伝モデルに従って評価し、P値、オッズ比、および95%信頼区間を計算した。
【0028】
各遺伝モデルは2つの群から構成される。優性モデルは「変異型のホモ接合体とヘテロ接合体の結合群」対「野生型のホモ接合体」、劣性モデルは「変異型のホモ接合体」対「野生型のホモ接合体とヘテロ接合体の結合群」、付加1モデルは「ヘテロ接合体」対「野生型のホモ接合体」、付加2モデルは「変異型のホモ接合体」対「野生型のホモ接合体」である。組み合わせ遺伝子型(combined genotype)解析を行うために、年齢、性別、喫煙、および組み合わせ遺伝子型を独立変数とし、肥満を従属変数とした多項ロジスティック回帰分析法を実行した。各遺伝子型は、統計的有意性に基づいて優性モデルまたは劣性モデルを用いた。また、各組み合わせ遺伝子型は、肥満について最も大きい遺伝的リスクを与える組み合わせ遺伝子型と比較した。また、肥満に対する遺伝子型または他の交絡因子の効果を確認するために、ステップワイズ変数増加法により解析を行った。モデルへの包含の基準レベルを0.25とし、モデルからの除外の基準レベルを0.1とした。
【0029】
肥満と遺伝子型の多重比較の結果を得る際に、タイプIエラーを避けるために統計的有意性に関する厳密な基準(P<0.01)を採用した。その他の臨床的バックグラウンドデータについては、危険率5%未満(P<0.05)は統計的に有意であると見なした。統計的有意性は、両側検定によって試験した。統計解析は、JMPソフトウェア・バージョン5.1(SASインスティテュート社製)によって実行した。
【0030】
<試験結果>
3906名の研究対象に関する背景データを表7に示した。表には、左欄より順に、特徴(Characteristics)、肥満者(Obesity)、およびコントロール者(Controls)を示している。また、特徴欄は、上より順に、者数(No. of subjects)、年齢(Age)、性別(男性/女性)(Sex(male/female))、肥満指数(Body mass index)、現在または過去の喫煙率(Current or former smoker)、高血圧(Hypertenshion)、収縮期血圧(Systolic blood pressure)、拡張期血圧(Diastolic blood pressure)、高コレステロール血症(Hypercholesterolemia)、総コレステロール(Total cholesterol)、HDL−コレステロール(HDL-cholesterol)、中性脂肪(Triglycerides)、糖尿病(Diabetes mellitus)、空腹時血糖(Fasting plasma glucose)、及びヘモグロビンAlc(Glycosylated hemoglobin)を示している。
【0031】
【表7】

【0032】
疾病率以外のデータは、平均±SDで示した。喫煙率については、一日あたり10本以上を吸った場合を喫煙とした。高血圧については、収縮期血圧が140mmHg以上、または拡張期血圧が90mmHg以上の者、或いは降圧剤を服用している者とした。糖尿病については、空腹時血糖値が6.93mmol/L(126mg/dL)以上、またはヘモグロビンAlcが6.5%以上の者、或いは糖尿病薬を服用している者とした。高コレステロール血症については、血清総コレステロール値が5.72mmol/L(220mg/dL)以上、または脂質降下薬を服用している者とした。また表中、(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれコントロールとの間で、P<0.001、P<0.005、P<0.05、P<0.01の危険率で有意であったことを意味している。
【0033】
年齢については、肥満者は、コントロールに比べて有意に低かった。高血圧、高コレステロール血症、糖尿病については、肥満者がコントロールに比べて有意に高かった。収縮期血圧、拡張期血圧、総コレステロール、トリグリセリド、空腹時血糖、及びヘモグロビンAlcについては、肥満者がコントロールに比べて、より高値であり、HDL−コレステロールについては、肥満者がコントロールに比べて、より低値であった。
次に、肥満のリスク診断を行うために必要な因子を抽出するため、遺伝子多型および年齢・性別・喫煙について、ステップワイズ変数増加法による解析を行った(詳細については後述する)。その結果、次に説明するように、肥満に関するリスク診断を行えることが分かった。
【0034】
<肥満のリスク診断システム>
表8には、肥満のリスク診断システムに関する詳細を示した。表には、左欄より順に、因子(Variable)、P値(P value)、オッズ比(95%信頼区間)(OR(95%CI))を示した。また、最下段には、従来の危険因子(Conventional risk factors)と、今回の研究で見出された遺伝因子(Genetic risk factors)のオッズ比を乗じた総合リスク(Total risk)を示した。
【0035】
【表8】

【0036】
後述のステップワイズ変数増加法で危険率が0.05未満(P <0.05)であった遺伝子多型群および年齢・性別・喫煙を独立因子(交絡因子)とし、肥満を従属因子として多項ロジスティック回帰分析を行い、P値、オッズ比、95%信頼区間を各因子について算出した。したがってこれらの因子は独立したものであり、オッズ比の積(かけ算)により総合的な肥満のリスクを予測することができる。多項ロジスティック回帰分析の結果、従来の危険因子としては年齢(高齢の方が高リスク)が、遺伝因子としては、ACE、GCK、ESR1、APOC3、GCLC、IRS1、ADRB1、F12、STX1Aの各遺伝子多型が肥満に関連した。従来の危険因子では最小オッズ比が1.00で最大オッズ比が6.25、遺伝因子では最小オッズ比が0.50で最大オッズ比が7.53であった。したがって、従来の危険因子と遺伝因子を総合すると、最小オッズ比が0.50で最大オッズ比が47.07であり、94倍の差が認められた。
【0037】
本研究成果の臨床的な意義について以下に述べる。病院、クリニックまたは健診センターにおいて希望者に対して従来の危険因子と今回の遺伝因子に関する検査を行い、肥満のリスクの予測を行う。従来の危険因子と遺伝因子全体のオッズ比の積の分布からリスクの程度を3段階以上(例えば、5段階)に分ける。例えば、平均±1SDの範囲を平均的リスク群とし、平均+1SDから平均+2SDをやや高リスク群、平均+2SD以上を高リスク群とする。また、平均−1SDから平均−2SDをやや低リスク群、平均−2SD以下を低リスク群とする。
実際に本研究において、リスク値の分布は、リスクが高い群では肥満者群が8.4%でコントロール群が3.1%、リスクがやや高い群では肥満者群が20.3%でコントロール群が12.9%、平均的リスクの群では肥満者群が64.0%でコントロール群が68.1%、リスクがやや低い群では肥満者群が7.2%でコントロール群が15.1%、リスクが低い群では肥満者群が0.1%でコントロール群が0.8%であった。他の方法として、コントロール群のリスク値の大きい順に全体を5%、20%、50%、20%、5%に区分し、リスク値の最も大きい5%の群をリスクが高い群、次の20%の群をリスクがやや高い群、次の50%の群を平均的リスクの群、次の20%の群をリスクがやや低い群、リスク値が最も小さい5%の群をリスクが低い群とする。実際に本研究における肥満者群の分布は、リスクが高い群は11.4%(コントロール群は5.0%)、リスクがやや高い群は28.8%(コントロール群は20.0%)、平均的リスクの群は46.4%(コントロール群は50.0%)、リスクがやや低い群は11.9%(コントロール群は20.0%)、リスクが低い群は1.6%(コントロール群は5.0%)であった。
なお、本研究では有意な関連が認められなかったが、一般的に性別・喫煙・飲酒も肥満に影響すると考えられるのでこれらを含めることもできる。
【0038】
結果については、医師等の有資格者の判断を含めてカウンセリングを行い、とりわけ高リスク群またはやや高リスク群に属する場合には生活習慣の改善(飲酒の減量・食事療法即ちカロリー制限・運動療法など)を行うことにより肥満の一次予防を積極的に推進する。多量の飲酒、高カロリー・高脂肪食、運動不足などの生活習慣は、一般的に肥満の原因と考えられているため、遺伝的に肥満のリスクが平均より高いと予測された場合は、生活習慣の改善により肥満のリスクを減少させるようにクライアントに説明する。特に肥満の家族歴のある人への適用が有効である。本システムにより肥満のオーダーメイド予防が可能になり、肥満に起因する高血圧・糖尿病やメタボリック症候群の発症予防、さらに心筋梗塞や脳血管障害の予防につながる。ひいては、高齢者の健康寿命延長・QOL向上・ねたきり防止や今後の医療費削減などにつながり、医学的・社会的に大きく貢献できる。
【0039】
<統計解析>
次に、上記リスク判断システムを開発するに至った統計解析の結果について説明する。
カイ二乗検定により、10個の遺伝子多型が肥満との関連を示した(P<0.06)。詳細を表9示した。表においては、左欄より順に、遺伝子表記(Gene symbol)、多型(Polymorphism)、および危険率(P)を示している。
【0040】
【表9】

【0041】
これらの多型については、肥満との関連について更に詳細に分析した。年齢、性別、および喫煙頻度を補正した多項ロジスティック回帰分析を行ったところ、グルコキナーゼ遺伝子(GCK)の−30G→A多型が優性モデルにおいて、アンジオテンシン変換酵素遺伝子(ACE)の−240A→Tが優性モデル及び付加1モデルにおいて、アポリポプロテインC-III遺伝子(APOC3)の−482C→Tが優性モデル及び付加1モデルにおいて、肥満の発生に有意に(P<0.01)関連した。また、エストロゲン受容体α遺伝子(ESR1)の−1989T→Gも有意に肥満に関連した。このとき、APOC3の−482T対立遺伝子は、肥満に対する危険因子となっており、GCKの−30A対立遺伝子、ACEの−240T対立遺伝子、及びESR1の−1989G対立遺伝子は防御因子となっていた。詳細を表10に示した。
【0042】
【表10】

【0043】
表においては、左欄より順に、遺伝子表記(Gene symbol)、多型(Polymorphism)、優性モデル(Dominant)における危険率(P)・オッズ比(OR)・95%信頼区間(95% CI)、劣性モデル(Recessive)における危険率(P)・オッズ比(OR)・95%信頼区間(95% CI)、付加1モデル(Additive 1)における危険率(P)・オッズ比(OR)・95%信頼区間(95% CI)、付加2モデル(Additive 2)における危険率(P)・オッズ比(OR)・95%信頼区間(95% CI)をそれぞれ示している。多項ロジスティック回帰分析は、年齢、性別、および喫煙の有無について補正して行った。また、表中、危険率が0.01未満(P<0.01)のデータについては、太字で示した。肥満との関連が最も強いGCKの−30G→A多型では、肥満においては、GG遺伝子型が70.5%、GA遺伝子型が27.3%、AA遺伝子型が2.2%であり、コントロールにおいては、GG遺伝子型が66.0%、GA遺伝子型が30.6%、AA遺伝子型が3.4%であった。また、これらの多型の遺伝子型分布については、コントロール及び肥満者のいずれにおいてもハーディ・ワインバーグ平衡を満たしていた。
【0044】
次に、肥満に対する10個の多型の遺伝子型、年齢、性別、および喫煙の影響について、ステップワイズ変数増加法により解析した。結果を表11に示した。表中には、左欄より順に、因子(Variable)、P値(P value)、寄与率(R2)を示している。
【0045】
【表11】

【0046】
統計的有意性が高い順に、年齢、ACE遺伝子型(優性モデル)、GCK遺伝子型(優性モデル)、ESR1遺伝子型(劣性モデル)、APOC3遺伝子型(優性モデル)、IRS1遺伝子型(優性モデル)、GCLC遺伝子型(劣性モデル)、ADRB1(優性モデル)、F12遺伝子型(劣性モデル)STX1A遺伝子型(劣性モデル)が有意であり(P<0.05)、各要因が独立して肥満に影響を与えることが分かった。
最後に、肥満の遺伝的リスクを評価するために、3個の多型(ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、及びESR1の−1989T→G)の組み合わせ遺伝子型について、オッズ比、95%信頼区間、およびP値を計算した。結果を表12に示した。表中においては、左より順に、ACEの−240A→Tの遺伝子型、GCKの−30G→Aの遺伝子型、ESR1の−1989T→Gの遺伝子型、各組み合わせ遺伝子型における肥満者数/コントロール者数、オッズ比(95%信頼区間)、およびP値を示した。
【0047】
【表12】

【0048】
3個の多型について組み合わせ遺伝子型を解析することにより、最小オッズ比の0.45が、ACEについてATまたはTT、GCKについてGG、ESR1についてGGの組み合わせ遺伝子型について認められた。
【0049】
<考察>
本発明者は、肥満との関連が疑われる124個の候補遺伝子について、147カ所の多型を調べた。3906人の被験者について大規模研究を行ったところ、ACEの−240A→T多型、GCKの−30G→A多型、ESR1の−1989T→G多型が、日本人の肥満と有意に関係していた。3個の多型(ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、及びESR1の−1989T→G)の組み合わせ遺伝子型について解析を行ったところ、最小オッズ比の0.45が得られた。
【0050】
脂肪組織におけるレニン−アンジオテンシン系は、アンジオテンシンIIの活性を通じて、脂肪細胞の成長と分化に重要な影響を与えている。疫学調査の結果によれば、BMIは、アンジオテンシノーゲンの血中濃度、血中レニン活性、及び血中ACE活性と関連があると言われている。20年間の追跡調査によれば、白人成人男性では、ACEのイントロン16に見られる挿入/欠失多型において欠失多型のホモ接合者は、加齢に伴う腹部肥満と体重増加傾向とが認められており、これらは脂肪組織における局所的なレニン−アンジオテンシン系の役割と、脂肪沈着の制御に対する遺伝的影響とが一致している(非特許文献11)。
【0051】
このACEの挿入/欠失多型は、冠動脈疾患患者において肥満と脂肪組織への脂肪沈着にも関連している。すなわち、欠失多型は、肥満及び脂肪沈着がより進みやすく、かつ体重及び腰回り長さも増加する(非特許文献12)。ACEプロモータ領域のハプロタイプは、米国及びナイジェリアの黒人において、親から肥満となる子孫に優先的に伝達されていることから、ACE多型は体重増加に影響を与えるのかも知れない(非特許文献13)。本発明者らは、ACEの−240A→T多型が肥満に関与しており、T多型が保護因子として働くことを明らかにした。この結果は、ACE多型が肥満に関与するという従来の知見と一致するものである。
【0052】
グルコキナーゼは、膵β細胞と肝細胞で発現されており、その発現は二つの組織特異的プロモーターによって調節されている(非特許文献14)。膵グルコキナーゼは、インスリン分泌の調節に際し、グルコースセンサーとして働く。GCKの変異は、若年者における成人発症型糖尿病の10%〜50%に関与している(非特許文献15)。GCKのβ細胞特異的プロモーターに位置する−30G→A多型は、日本人においてβ細胞機能の低下と糖耐能障害に関与している(非特許文献16、17)。本発明者らは、この多型が肥満に関与しており、A多型が防御因子として働くことを明らかにした。A多型が、β細胞機能の低下、糖耐能障害、及び肥満リスクの減少に対する作用メカニズムについては、依然として不明のままである。また、GCKの−30G→A多型が、近傍に存在して実際に肥満に影響を及ぼす他の遺伝子多型と連鎖不平衡の状態にあると考えることもできる。
【0053】
ESR1が欠損したマウスでは、雌雄を問わず、白色脂肪細胞の肥厚化と肥大化、インスリン抵抗性、及び耐糖能障害が認められる(非特許文献18)。エストロゲン−ESR1シグナルは、雄性及び雌性の白色脂肪組織に重要な影響を与えている。ESR1を欠損した雄性マウスでは、肥満は、エネルギー摂取の増加よりも、エネルギー支出が減少することによって起こる。ESR1の第1イントロンには、二つの多型が見出されている。すなわち、制限酵素PvuIIによって認識されるT→C多型と、制限酵素XbaIによって認識されるA→G多型(A対立遺伝子があると制限酵素部位が存在し(xアレル)、G対立遺伝子があると制限酵素部位がなくなる(Xアレル))である。
【0054】
GG(XX)遺伝子型は、健常者に比べると、2型糖尿病患者と男性型肥満患者(android-type obesity)に有意に多く認められる(非特許文献19)。XbaI多型のGG(XX)遺伝子型は、中年と閉経前の日本女性における男性型脂肪蓄積(android-type fat)の進展に寄与している(非特許文献20)。今回の研究では、ESR1の−1989T→G多型が肥満の発症に有意に関連しており、G対立遺伝子が保護因子として作用することが分かった。日本人では、−1989T→G多型はXbaI多型と連鎖不平衡にあり、前者の多型のG対立遺伝子と後者の多型のA(x)対立遺伝子とは関連している(非特許文献21)。GG(XX)遺伝子型が男性型肥満に関連しているという従来の知見は、今回の研究結果と一致している。
【0055】
このように本実施形態によれば、肥満について、遺伝的リスクおよび発症リスクを判断するための検出法を提供することができる。この実施形態を用いることにより、肥満の予防が可能となり、肥満が原因となって引き起こされる高血圧・糖尿病・メタボリック症候群・心筋梗塞・脳血管障害などの生活習慣病の罹患率を減少させることにより、高齢者の健康寿命延長・QOL向上・ねたきり防止ならびに今後の医療費削減など、医学的・社会的に大きく貢献できる。
【0056】
【非特許文献1】Hager J, Dina C, Francke S, et al. A genome-wide scan for human obesity genes reveals a major susceptibility locus on chromosome 10. Nat Genet. 1998;20:304-8.
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【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】Luminex100で検出するマイクロビーズの微細構造と特徴を示す図である。
【図2】PCR−SSOP−Luminex法の手順の概要を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、ESR1の−1989T→G、APOC3の−482C→T、IRS1の3931G→A、GCLCの−129C→T、ADRB1の1165G→C、F12の46C→T、STX1Aの205T→Cのうちの少なくとも1個または2個以上の遺伝子多型と、年齢とを評価因子とし、各評価因子のオッズ比を乗じた発症リスクを計算し、この発症リスクを平均と分散またはパーセント区分に応じて3つ以上の複数の群を作成し、各群に応じて発症のリスクを検出することを特徴とする肥満のリスク検出法。
【請求項2】
ACEの−240A→T、GCKの−30G→A、ESR1の−1989T→G、APOC3の−482C→T、IRS1の3931G→A、GCLCの−129C→T、ADRB1の1165G→C、F12の46C→T、STX1Aの205T→Cのうちの少なくとも1個または2個以上の遺伝子多型を検出することを特徴とする肥満の遺伝的リスク検出法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−228917(P2007−228917A)
【公開日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−56678(P2006−56678)
【出願日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【出願人】(399077674)G&Gサイエンス株式会社 (21)
【出願人】(500572649)財団法人岐阜県国際バイオ研究所 (10)
【出願人】(506023806)
【Fターム(参考)】