この種の研究としては最大規模の研究で、新たに認知症に関連する84の遺伝子を発見するなど、認知症において遺伝子がどのように制御されているかについて新たな知見が得られた。エクセター大学の研究者を中心とする国際共同研究チームは、6つの異なる研究で得られた1,400人以上のデータを組み合わせて解析した。この研究成果は2021年6月10日にNature Communications誌のオンライン版に掲載された。
このオープンアクセス論文は、「アルツハイマー病におけるエピゲノムワイド関連研究のメタアナリシスにより、大脳皮質全体での新規のメチル化差異遺伝子が明らかになる（A Meta-Analysis of Epigenome-Wide Association Studies in Alzheimer's Disease Highlights Novel Differentially Methylated Loci Across Cortex）」と題されている。
これらの研究は、アルツハイマー病で亡くなった人の脳サンプルを用いて分析された。アルツハイマー病協会が資金を提供し、医学研究評議会（MRC）と米国国立衛生研究所（NIH）が支援するこのプロジェクトでは、ゲノム上の約50万箇所のDNAメチル化と呼ばれるエピジェネティックな痕跡を調べた。エピジェネティックなプロセスは、遺伝子のスイッチのオン・オフをコントロールするもので、人体を構成するさまざまな細胞タイプや組織において、必要に応じて遺伝子の挙動が異なることを意味する。重要なことは、エピジェネティックなプロセスは、遺伝子とは異なり、環境要因によって影響を受ける可能性があるということだ。そのため、これらのプロセスは可逆的であり、新しい治療法につながる可能性がある。
今回の研究では、脳のさまざまな領域で、ゲノム全体のエピジェネティックなパターンを調べた。そして、DNAメチル化の量を、アルツハイマー病の重症度を示す重要な指標である脳内の神経原線維のもつれの量と関連づけた。
研究チームは、アルツハイマー病で影響を受ける脳のさまざまな領域を調べてから、これらの皮質領域に共通する変化を探した。その結果、新たにアルツハイマー病と関連した84の遺伝子を含む220のゲノム部位を特定し、その中で、アルツハイマー病が重症化した人の大脳皮質では、小脳と呼ばれる脳の別の部位では見られない、異なるレベルのDNAメチル化が見られたのだ。
さらに研究チームは、2つの独立したデータセットにおいて、これらの110の部位のサブセットが、脳のサンプルが病気の程度が高いか低いかを、70％以上の精度で区別できることを示した。これは、アルツハイマー病の脳におけるエピジェネティックな変化が非常に一貫性のあるものであることを示唆している。今回の研究成果は、アルツハイマー病協会と英国アルツハイマー病研究会が共同で実施している「Brains for Dementia Research」コホートの脳サンプルでも確認された。
研究を主導したエクセター大学メディカルスクールのエピジェネティクス准教授であるケイティ・ルノン教授（写真）は、次のように述べている。「今回の研究は、この種の研究としては最大規模のものであり、いつの日か新しい治療法の鍵となりうるゲノム領域に関する重要な洞察を与えてくれる。この研究の次のステップは、このようなエピジェネティックな変化が、発現している遺伝子やタンパク質のレベルに測定可能な変化をもたらすかどうかを調べることだ。そうすれば、これらの遺伝子やタンパク質の発現レベルを変化させることが知られている既存の薬剤を、認知症の治療に効果的に再利用できるかどうかを探ることができる」。
本研究には、米国（ニューヨークのコロンビア大学とマウントサイナイ医科大学、シカゴのラッシュ大学センター、テンペのアリゾナ州立大学）と欧州（オランダのマーストリヒト大学、ドイツのザールランド大学）の多数の国際共同研究者が参加している。
アルツハイマー病協会の研究責任者であるリチャード・オークリー博士は次のように述べている。
「エピジェネティクスは、認知症研究の中でも特に盛んな分野だ。エクセター大学を中心とした今回の研究は、アルツハイマー病において遺伝子が果たす非常に複雑な役割を理解する上で、新たな一歩を踏み出すものだ」
「今後は、これらのエピジェネティックな変化や関連する遺伝子が、アルツハイマー病の人の脳の変化に与える具体的な影響を掘り下げることが重要だ。この研究はまだ初期段階だが、研究のブレークスルーはこのような作業から始まり、アルツハイマー病の新しい治療法の開発に一歩近づくことができる。」
「アルツハイマー病協会は、この研究と、この研究チームに組織サンプルを提供した『Brains for Dementia Research』に一部資金提供したことを喜ばしく思っている。アルツハイマー病協会は、認知症研究への投資と促進に力を注いでいるが、慈善団体の支援がなければ、このような活動はできない。我々は、認知症研究への投資と促進を約束している。しかし、認知症研究には依然として莫大な資金が投入されていない。認知症のない世界を実現するための画期的な研究を続けるためには、これまで以上に一般の方々のご支援が必要だ。」
[News release] [Nature Communications article]
BioQuick News：Large-Scale Meta Analysis of Brain Epigenetics Identifies 84 Genes Newly Associated with Dementia
