DNAメチル化解析が明かす腎疾患のリスク

1型糖尿病（T1D）は、世界中で推定900万人が罹患しており、腎疾患のリスクが大幅に増加します。腎不全は透析や腎移植を必要とし、患者の病気や死亡率を高めます。

ナタラジャン博士は、「糖尿病における腎不全のメカニズムを解明し、早期発見のバイオマーカーを見つけることが非常に重要です」と述べています。彼は、糖尿病エピジェネティクスの先駆者でもあります。

エピジェネティクスは、行動や環境がDNA配列を変更せずに遺伝子発現や活動に可逆的な変化を引き起こす方法を研究する分野です。本研究で調査されたメチル化は、遺伝子発現を変更し、病気を引き起こす可能性があるエピジェネティックな変化の一種です。

研究チームは、ジョスリン腎研究（Joslin Kidney Study）の277名の参加者から採取した血液サンプルを使用して、1型糖尿病患者における腎不全リスクに関連するエピジェネティックDNAメチル化が見られるヒトゲノムの領域を特定しました。分析されたサンプルのすべての患者はジョスリン研究開始時に糖尿病性腎疾患を有しており、約半数が7～20年の追跡期間中に腎不全に進行しました。

「腎不全に関連するDNAメチル化の変動の重要な位置を特定することができました。これらのバイオマーカーは、同じT1D患者において数年間安定していました」とナタラジャン博士は述べています。「また、腎疾患および腎不全に関連する主要な臨床状態と関連するDNAメチル化に関連する分子メカニズムについても貴重な洞察を提供しました」。

ナタラジャン博士は、DNAメチル化と遺伝学、循環タンパク質、非コードRNAとの関連を多重オミクス統合解析（multiomics integrative analyses）を用いて明らかにしました。これにより、異なるデータタイプを統合して疾患プロセスへの影響を理解することができます。さらに、研究者たちは血液サンプルだけでDNAメチル化と腎不全の強い関連を見つけることができたため、T1D患者の腎疾患の予後検査への道が開かれました。

「特定されたゲノム部位でのDNAメチル化は、腎不全の予測を改善するための非侵襲的なバイオマーカーとして使用できることを実証しました」と、市立希望研究所糖尿病合併症・代謝学部門の助教授で論文の筆頭著者であるナンシー・チェン博士（Nancy Chen, MD）は述べています。「これは、腎不全の早期発見と予防に重要な転換点となります」。

研究者たちは、糖尿病患者における腎不全への進行に関連する潜在的な分子メカニズムを検証するために、さらなる実験研究を行う予定です。また、1型および2型糖尿病患者のより大規模なコホートでその発見を検証し、いくつかのエピジェネティックバイオマーカーを使用して腎不全予測のリスクスコアテストの開発を目指しています。

「将来的には、特定されたゲノム部位でのDNAメチル化は、腎不全の発症を予測するバイオマーカーとして使用されるだけでなく、糖尿病性腎疾患の進行を防ぐための標的としても利用できるかもしれません。これは、この分野で未解決の重要な課題です」とチェン博士は付け加えました。

市立希望研究所の研究は、1型糖尿病患者の腎不全予測に新たな道を開きました。DNAメチル化の解析を通じて、腎疾患の早期発見と予防の可能性が示されました。この研究は、将来的に患者の生活の質を向上させる重要なステップとなるでしょう。今後の研究がさらに進展し、多くの患者にとって実際の診療に役立つことを期待しています。

写真：ラマ・ナタラジャン博士（Rama Natarajan, PhD）

[News release] [Science Translational Medicine abstract]