法医学

現在の研究テーマ

次世代シークエンス法の各種法医学鑑定（個人識別、人種識別、心臓突然死例の解析、腸内細菌メタゲノミクス解析）への応用

法医学講座では微生物学講座、整形外科学講座と共同で購入した次世代シークエンサー Ion PGM Systemを、法医遺伝学や法医病理学領域の研究、実務に応用しています。

次世代シークエンス法による個人識別と人種識別

165座位のSNP（一塩基多型）を同時に検出するIonAmpliSeq Ancestry Panelキットと日本人非血縁者207人のDNAを用いてSNPデータベースの構築を試みました。165座位のうち15座位では多型性がなく、19座位で連鎖不平衡が認められ、残りの131座位のSNPで多型性を検討したところ、総合同値確率は1.22×10^-41となり、現在DNA型鑑定で実際に検査されているSTR（短鎖反復配列多型）よりも高い多型性を示しました。人種識別を目的として1000人ゲノムプロジェクトで公開されているアフリカ系、ヨーロッパ系、アジア系（ベトナム、中国、日本）のデータと比較するためにStructure解析を行うと、アフリカ系、ヨーロッパ系は明確に識別され、日本人とはほぼ同じ、他のアジア系とは若干パターンが異なる結果が得られました。さらに主成分分析を行うと、同様にアフリカ系、ヨーロッパ系は明確に識別されましたが、他のアジア系とは分布の重複が認められました。Ancestry Panelと124座位のSNPを検出できるIon AmpliSeqIdentity Panelキットを用いて吸い殻、紙コップ、空き缶などから微量DNAの型判定を行う鑑定に応用。これらの試料のうち一部はSTRで良好に型判定できましたが、次世代シークエンス法ではSNPをほとんど検出できませんでした。しかし別の試料では逆の結果が得られ、試料の状態により検査の可否が変動しました。また、mtDNA Whole Genome Panelキットを用いて古人骨のミトコンドリアDNAの全塩基配列の解析を行うことが可能でした。これらの結果をもとに、より高精度の個人識別法や人種識別法を開発していきたいと考えています。

次世代シークエンス法による心臓突然死例の解析

死因を示唆する所見がない解剖例11例のmolecular autopsyとして、Ion AmpliSeq Cardiovascular ResearchPanelキットを用いて心臓疾患に関連する404遺伝子から10,430個のDNA断片を増幅したところ、全例から多数の変異が検出されました。さらにこの中から、データベース（Clin-Var、OMIM）に登録されている病原性変異や、関連学会で推奨されている病原性変異、各種スコア（SIFT、PolyPhen-2、Grantham、MAF）で抽出される変異の有無を判定したところ、全例で複数の病原性変異が検出されました。これらの結果は心臓性突然死の可能性を示唆していますが、中には病原性変異ではなく日本人の多型とも思われるものが含まれており、さらなるデータの蓄積が必要と思われています。

次世代シークエンス法による腸内細菌メタゲノミクス解析

Ion 16S Metagenomicsキットを用いて、剖検例24例の結腸内細菌叢の解析を行いました。多数の腸内細菌が検出され、その分布を図示することが可能でしたが、年齢、食事内容、腸の状態（下痢、便秘、下血など）、死後経過時間、疾病の有無など多因子が関与するため、死因との明確な相関は解明できませんでした。ただし疾病に関しては、本学小児科学講座との共同研究で、特発性ネフローゼ症候群の患児の再発例の便で腸内細菌叢が変化しており、これが制御性T細胞の分化・誘導の低下をもたらして発症に影響しているという結果が出ています。このような疾病単位のデータ等の蓄積が次世代シークエンス法で得られるビッグデータの解析に必要であろうと考えられます。