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慢性腎不全

慢性腎不全(CKD)のイメージ画像
  • 慢性腎不全(CKD)は日本に推定1,300万人以上の患者が存在し、初期段階では自覚症状がなく、進行すると腎機能の回復が困難になる疾患である
  • DNA領域rs3116613のG型変異がACR(尿アルブミン/クレアチニン比)の上昇と関連し、GG型ほどCKDのリスクが高い傾向がある
  • 日本人のTT型(低リスク型)保有率は94.3%で、世界平均の69.1%と比較してリスクアレル保有率が低い

概要 慢性的に腎機能が低下する「慢性腎臓病(Chronic Kidney Disease: CKD)」という病気があります。 「CKD」は、比較的新しい病気の概念で、実は日本に1,300万人以上の患者がいるとも指摘されています。 「CKD」の初期段階では自覚症状がほとんどないため、病気に気づきにくい一方、「CKD」が進行し病状が悪化すると、腎機能の回復が見込めなくなるおそれがあります。「CKD」は、早期に治療すれば回復可能な病気で、疾患の有無の指標となるバイオマーカーとして利用されているのがアルブミン尿です。 アルブミンはタンパク質の一種で、腎機能が正常であれば本来は尿として排出されません。 一方、尿中アルブミン濃度は運動や血圧などが影響して変動しやすいことも知られており、尿中のクレアチニンという物質の濃度を使って補正するのが一般的です。 この補正した数値を、「尿アルブミン/クレアチニン比(AlbuminCreatinine Ratio: ACR)」といいます。近年の研究から、「ACR」は遺伝子の働きとも関係があることが判明しています。(参考リンク1) 遺伝子検査でご自身の遺伝子タイプを調べれば、より正確な腎機能の状態の把握につながる可能性があり、「CKD」の早期発見にも役立ちます。 理論的根拠 イギリスのエクセター大学の研究者らが行った調査は、「ACR」と遺伝子の関連を示しています。 その報告によると、DNA領域「rs3116613」という遺伝子の特定領域がリスク型のとき、 「ACR」が上昇する傾向にあります。 ヒトの遺伝情報は、アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)という塩基成分の配列によって決まり、DNA領域「rs3116613」内にも「A」、「T」、「G」、「C」が並んでいます。 その中の一塩基「T」が「G」に置き換えられるとき、「ACR」上昇の傾向がみられるということです(参考リンク2)。この場合の「G」をリスクアレルと呼びます。 DNA領域「rs3116613」の遺伝子タイプは、「TT型」、「TG型」、「GG型」の3つに分類できます。 日本人の遺伝子タイプは、「TT型」が97.3%、「TG型」が2.7%、「GG型」が0.02%です。そして「GG型」ほど「ACR」が上昇しやすく、「TG型」はやや上昇しやすいこともわかっています。 作用機序 DNA領域「rs3116613」は、遺伝子「DLEU1」に存在し、DLEU1はヒトに46本ある染色体の中で、13番目の染色体にあります。 遺伝子「DLEU1」は、lncRNA(長鎖ノンコーディングRNA)という物質の生成に作用し(参考リンク1)、RNAは細胞がタンパク質をつくる土台になります。 その中で、lncRNAは遺伝子発現制御などを担っていると考えられていますが、いまだ解明されていない点も多い物質です。 「ACR」の上昇と関連がある他の遺伝子は、心血管疾患の発症にも関係しているとの報告もあり、今後「DLEU1」のさらなる解明が期待されています。

慢性腎不全(CKD)とは何か

慢性腎不全(CKD: Chronic Kidney Disease)とは、腎臓の機能が慢性的に低下する疾患です。日本国内の患者数は推定1,300万人以上にのぼり、成人の約8人に1人が罹患するとされています。CKDは早期に治療すれば腎機能の回復が見込める一方、進行すると回復が困難になります。

CKDの早期発見指標「ACR」とは

ACR(尿アルブミン/クレアチニン比: Albumin-Creatinine Ratio)は、CKDの有無を判定するバイオマーカーです。

  • アルブミンはタンパク質の一種で、腎機能が正常であれば尿中に排出されない
  • 腎機能が低下すると、アルブミンが尿中に漏出し「アルブミン尿」となる
  • 尿中アルブミン濃度は運動・血圧の影響で変動するため、クレアチニン濃度で補正した数値(ACR)が使用される

CKDの進行段階と症状

ステージ 腎機能(GFR) 主な症状
G1〜G2(初期) 90〜60 mL/min 自覚症状はほぼなし
G3a〜G3b(中期) 59〜30 mL/min 夜間頻尿・むくみ・倦怠感
G4(進行期) 29〜15 mL/min 貧血・食欲低下・電解質異常
G5(末期) 15 mL/min未満 透析または腎移植が必要

遺伝子と慢性腎不全の関連

DNA領域rs3116613とACRの関係

エクセター大学のCasanovaらの研究(2019年、Human Molecular Genetics掲載)により、ACRの上昇がDNA領域rs3116613と関連していることが明らかになりました。

  • rs3116613にはTT・TG・GGの3つの遺伝子型が存在
  • 一塩基「T」が「G」に置き換わるとACRが上昇する傾向がある
  • この場合の「G」をリスクアレルと呼ぶ
  • GG型ほどACRが上昇しやすく、TG型はやや上昇しやすい

日本人と世界における遺伝子型分布の比較(rs3116613)

遺伝子型 日本人の割合 世界の割合
TT型 94.3% 69.1%
TG型 5.6% 28.0%
GG型 0.1%以下 2.8%

日本人のリスクアレル(G型)保有率(TG+GG)は5.6%であり、世界平均の30.8%と比較して著しく低い割合です。日本人の94.3%がTT型(低リスク型)であることが特徴で、遺伝的にACR上昇リスクが低い集団であるといえます。

DNA領域rs2837554とCKDの関係

rs3116613に加えて、DNA領域rs2837554も慢性腎不全に関与する遺伝子領域です。

日本人と世界における遺伝子型分布の比較(rs2837554)

遺伝子型 日本人の割合 世界の割合
AA型 13.3% 1.2%
AG型 46.3% 20.1%
GG型 40.2% 78.5%

日本人はAA型が13.3%、AG型が46.3%と、世界平均と比較してA型アレルの保有率が高い点が特徴です。

遺伝子の作用メカニズム

DLEU1遺伝子の役割とは

DNA領域rs3116613は、13番染色体上に存在する遺伝子「DLEU1」に位置しています。

  • DLEU1はlncRNA(長鎖ノンコーディングRNA)の生成に関与する
  • RNAは細胞がタンパク質を生成する際の土台となる物質
  • lncRNAは遺伝子発現の制御を担うと考えられているが、未解明の点が残る
  • ACR上昇と関連する他の遺伝子は心血管疾患の発症にも関係するとの報告がある

DSCAM遺伝子の関与

DNA領域rs2837554はDSCAM遺伝子に関連しています。DSCAMは21番染色体に存在し、神経系の発達やシグナル伝達に関与する遺伝子です。腎機能との詳しい関連メカニズムについては、今後のさらなる研究が期待されています。

遺伝子領域rs3116613において日本で各遺伝タイプを持つ人の割合

  • TT
    94.3%
  • TG
    5.6%
  • GG
    0.1%以下

遺伝子領域rs3116613において世界で各遺伝タイプを持つ人の割合

  • TT
    69.1%
  • TG
    28.0%
  • GG
    2.8%

遺伝子領域rs2837554において日本で各遺伝タイプを持つ人の割合

  • AA
    13.3%
  • AG
    46.3%
  • GG
    40.2%

遺伝子領域rs2837554において世界で各遺伝タイプを持つ人の割合

  • AA
    1.2%
  • AG
    20.1%
  • GG
    78.5%

検査の理論的根拠

体表的なDNA領域:慢性腎不全

慢性腎不全 に最も強く影響する遺伝子領域は、rs3116613です。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです。

  • TT
    94.3 %
  • TG
    5.6 %
  • GG
    0.1%以下

他に、慢性腎不全に関わる遺伝子領域はrs2837554があります。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです

  • AA
    13.3 %
  • AG
    46.3 %
  • GG
    40.2 %

検査の根拠

エクセター大学のCasanovaらの研究により、ACR(尿アルブミン/クレアチニン比)が遺伝子と関連していることが明らかになりました。DNA領域rs3116613内の一塩基「T」が「G」に置き換わると、ACRが上昇する傾向にあります。GG型ほどACRが上昇しやすく、TG型はやや上昇しやすいことが判明しています。遺伝子検査でご自身の遺伝子タイプを調べることで、CKDの早期発見に役立つ可能性があります。

今回調査したDNA領域

細胞中に存在するDNAマップの模式図

Image

関連遺伝子

関連遺伝子 DLEU1
関連遺伝子 DSCAM

よくある質問(FAQ)

Q1. 慢性腎不全(CKD)とは何ですか?

慢性腎不全(CKD: Chronic Kidney Disease)とは、腎臓の機能が慢性的に低下する疾患です。日本国内の患者数は推定1,300万人以上にのぼります。初期段階では自覚症状がほとんどないため発見が遅れやすい一方、早期に治療すれば腎機能の回復が見込めます。ACR(尿アルブミン/クレアチニン比)が早期発見の重要なバイオマーカーです。

Q2. 慢性腎不全と遺伝子の関連はありますか?

はい。エクセター大学のCasanovaらの研究(2019年、Human Molecular Genetics)により、DNA領域rs3116613がACRの上昇と関連していることが判明しています。rs3116613にはTT・TG・GGの3つの遺伝子型があり、G型変異を持つ遺伝子型の人はACRが上昇しやすい傾向にあります。

Q3. 慢性腎不全に関わる遺伝子型(rs3116613)の日本人における分布は?

日本人におけるrs3116613の遺伝子型分布はTT型94.3%、TG型5.6%、GG型0.1%以下です。世界全体ではTT型69.1%、TG型28.0%、GG型2.8%であり、日本人はリスクアレル(G型)の保有率が世界平均の約5分の1と低い特徴があります。

Q4. ACR(尿アルブミン/クレアチニン比)とは何ですか?

ACRとは、尿中のアルブミン濃度をクレアチニン濃度で補正した数値であり、CKDの早期発見に有用なバイオマーカーです。腎機能が正常であればアルブミンは尿中に排出されませんが、腎機能が低下するとアルブミンが漏出し、ACRの値が上昇します。遺伝子検査と組み合わせることで、より正確な腎機能の評価が可能になります。

参考文献