様々な疾患の遺伝的原因を特定するため、ゲノム領域の一塩基多様性(SNP)と疾患との統計学的相関を調べる研究(GWAS)が21世紀に入って急速に進展した。この結果が、例えば遺伝子に基づく体質検査につながっているが、実はこうしてGWASで特定されたSNPが疾患発症に関わるメカニズムはほとんど明らかになっていない。統計学的なリスク計算はできるが、なぜそうなるかはほとんど想像の域で止まっている。従って、多くの予算を使ってリストしてきたSNPの意味を調べることは今後の重要な課題になっている。今日紹介するハーバード大学からの論文は統計学的解析としてのSNPを疾患メカニズム理解につなげるのに成功した典型的な研究で7月27日号Cellに掲載された。expression(5種類の血管病変に関わる遺伝的変異はエンドセリン1遺伝子発現を調節する遠位の調節領域)」だ。GWAS統計学を疾患メカニズムに結びつける研究が新たに進展できる背景には、様々なヒトゲノムデータベースが整備されてきたことがある。この研究でも様々なデータベースを飛び回って、6番染色体上の6p24領域に特定されていた様々な遺伝子多様性の中からr9349379と特定されているSNPのG型が血管内皮の病気と最も高い因果性を示すことをまず確認している。次にこのSNPと病気との関わりを英国のバイオバンクのデータを使って調べ血管内皮に関わる病気だけと強い相関を示すこと、さらに血管の機能検査を行った大規模コホートデータを用いて、血管内皮の外圧に対する反応以上とG型SNPが関わることを明らかにしている。この領域が血管内皮で働いている必要があるが、それを調べるためヒストンのアセチル化状態を血管のデータが含まれる遺伝子発現調節に関するデータベースを用いて調べ、この領域に結合しているヒストンが血管内皮で強くアセチル化され、血管内皮で働いていることを明らかにしている。このように、現在ではデータベースサーフィンによって、ここまで研究を進めることができるが、最後の詰めは実験が必要になる。この研究では血管内皮への誘導が可能なヒトiPS細胞からCRISPR/Cas9を用いて、まずこのSNPを含む領域80bを除去すると、様々な遺伝子の発現が変化するが、これらはこのSNPの比較的近くにあるエンドセリン1遺伝子の発現が50倍に上昇する結果であることを突き止める。この領域はエンドセリンの発現の抑制に関わっている。今回特定したSNPのAA型とGG型を持つiPSをCRISPR/Cas9で作成、IL-1で刺激した時のエンドセリン遺伝子の発現がGG型で強く上昇することを確認している。エンドセリン遺伝子から比較的遠く離れたこの領域が本当にエンドセリン遺伝子の発現調節に関わるかを、遺伝子同士のコンタクトを調べる4C方法を用いて調べ、この領域が確かにエンドセリン遺伝子の近位調節領域とコンタクトするスーパーエンハンサーとして働いていることを明らかにしている。最後に、健常人のデータベースを使ってGG型の人たちでは確かにエンドセリンの発現が上昇していることも明らかにしている。今後この領域に直接結合する分子の特定など課題は残っているが、GWAS論文を医学的メカニズムへ発展させるためのお手本とも言える研究だと感心した。