皮質下構造の体積
- 皮質下構造は、脳の奥深くにある扁桃体・下垂体・脳幹などの領域で、学習・記憶・感情のコントロールに大切な役割を果たします。
- DNA領域rs11684404のCC型をもつ人は、神経障害の発症リスクが高い傾向があることが研究で分かりました。
- 関連遺伝子EIF2AK3はタンパク質づくりを調整し、認知機能にかかわるIGF1と互いに影響し合うことが確認されています。
概要
【概要・特徴】 脳は、たくさんの領域でできた複雑な器官で、言葉を話す、歩く、考える、呼吸するなど、生活に必要な多くのはたらきを担っています。 脳の奥深くにある領域は「皮質下構造」と呼ばれ、扁桃体、下垂体、脳幹などが含まれます。これらは、学習、記憶、感情に大切な役割を果たしていると考えられています。 皮質下構造の変化は、さまざまな認知障害（記憶や判断などの力が低下する状態）や精神障害とも関係しています。東京大学による2018年の研究では、統合失調症のある人にみられる、人づきあいなど社会生活の困難に、視床（脳の奥にある情報の中継地点）の体積の異常がかかわっていることが報告されています（参考リンク1）。 このように、自分の皮質下構造を知ることは、自分の「脳」を知り、認知障害や精神障害のリスクを知ることにつながります。 自宅でできる遺伝子検査で、自分の発症リスクについて理解を深めてみませんか？
【2. 理論的根拠】 2019年、アメリカで、皮質下構造の大きさと神経障害の発症との関係にかかわる遺伝子の違いを探す研究が行われました。 この研究では、ヨーロッパ系の4万人近くの人の全遺伝情報（ゲノム）を調べました。その結果、脳内のさまざまな皮質下構造の体積と関係する48か所のDNA領域（遺伝子座）が見つかりました。 さらに、遺伝子のはたらき方のデータや神経の病気に関するデータを使い、これらのDNA領域から、神経の発達、神経細胞どうしの信号のやり取り、神経線維の中での物質の運搬、細胞が自ら死ぬしくみ（アポトーシス）、炎症、神経障害へのなりやすさにかかわると考えられる199の遺伝子を見つけました（参考リンク2）。 これらの遺伝子は、神経の情報の流れの調整から神経の発達、炎症まで、さまざまなはたらきにかかわると考えられています。 そして、それらのDNA領域の１つである「rs11684404」が、脳幹の体積に関係していることが分かりました。「rs11684404」の遺伝子型は、「TT型」「TC型」「CC型」の3つに分けられ、東アジアでは、「TT型」が22.7%、「TC型」が49.9%、「CC型」が27.5%の割合でみられます（参考リンク3）。 そのうち、神経障害の発症リスクが高いとされる遺伝子型は「CC型」です。
【3. メカニズム】 この研究から、148の遺伝子にある変異によって、タンパク質どうしのやり取りに影響が出ることが分かりました。 その中でも、DNA領域「rs11684404」と関係する遺伝子「EIF2AK3」は2番染色体にあります。この遺伝子は、タンパク質づくりを始める合図の役割をもつ物質（真核生物翻訳開始因子Ⅱのアルファサブユニット）に「リン酸」という目印をつけて（リン酸化）はたらきを止め、体全体のタンパク質づくりをおさえます。 また、「EIF2AK3」は、神経を守るさまざまな効果をもち、認知機能などにかかわる「IGF1」をはじめとする、いろいろなタンパク質と互いに影響し合うことが分かっています。 さらに、遺伝子の個人差（遺伝子多型）によって「EIF2AK3」のはたらきの強さが異なる可能性があり、脳内の神経の活動に影響を与えるかもしれないことも分かっています（参考リンク4）。
皮質下構造の体積とは何か
皮質下構造とは、脳の奥深くに位置する扁桃体・下垂体・脳幹などの脳領域の総称です。これらの構造は、学習・記憶・感情のコントロールに大切な役割を果たしています。
皮質下構造が担う脳機能とは
脳は、言葉・歩く・考える・呼吸するなど、生活に必要なはたらきを担う複雑な器官です。皮質下構造はその中心となる領域として、次のようなはたらきにかかわっています。
- 学習と記憶：新しい情報を覚えて、とどめておくはたらきをコントロールします。
- 感情の調整：扁桃体が、恐怖・不安・喜びなどの感情の反応を管理します。
- ホルモン分泌：下垂体が、成長ホルモンや甲状腺のはたらきをうながすホルモンなどの分泌を調整します。
- 生命維持：脳幹が、呼吸・心拍・体温の調整など、意識しなくても自動で行われるはたらきをコントロールします。
皮質下構造の変化と認知障害・精神障害の関係
皮質下構造の体積の変化は、認知障害や精神障害の発症と深く関係しています。
- 東京大学の2018年の研究で、統合失調症のある人の社会生活の困難に、視床（脳の奥にある情報の中継地点）の体積の異常がかかわっていることが報告されました（参考リンク1）。
- 皮質下構造の体積を知ることは、認知障害や精神障害のリスクを知ることにつながります。
自宅でできる遺伝子検査で、自分の発症リスクについて理解を深めることができます。
皮質下構造の体積に関係する遺伝子の違い
2019年、アメリカでヨーロッパ系の約4万人の全遺伝情報（ゲノム）を調べる大規模な研究が実施されました。
- 皮質下構造の体積と関係する48か所のDNA領域を見つけました。
- 神経の発達、神経細胞どうしの信号のやり取り、神経線維の中での物質の運搬、細胞が自ら死ぬしくみ（アポトーシス）、炎症、神経障害へのなりやすさにかかわる199の遺伝子を見つけました（参考リンク2）。
- DNA領域「rs11684404」が脳幹の体積に関係していることが分かりました。
遺伝子型による神経障害リスクの違い
DNA領域rs11684404の遺伝子型は3種類に分類されます。
| 遺伝子型 | 東アジアでの割合 | リスク傾向 |
|---|---|---|
| TT型 | 22.7％ | 標準的 |
| TC型 | 49.9％ | 標準的 |
| CC型 | 27.5％ | 神経障害リスクが高いです。 |
（参考リンク3）
EIF2AK3遺伝子のはたらき（メカニズム）とは
DNA領域rs11684404と関係する遺伝子「EIF2AK3」は、2番染色体にあります。この遺伝子には次のようなはたらきがあります。
- タンパク質づくりを始める合図となる物質（真核生物翻訳開始因子Ⅱのアルファサブユニット）にリン酸という目印をつけてはたらきを止め、体全体のタンパク質づくりをおさえます。
- 認知機能に関わるIGF1をはじめとする、いろいろなタンパク質と互いに影響し合います。
- 遺伝子の個人差（遺伝子多型）によってEIF2AK3のはたらきの強さが異なり、脳内の神経の活動に影響を与える可能性があります（参考リンク4）。
検査の理論的根拠
代表的なDNA領域：皮質下構造の体積
皮質下構造の体積に最も強く影響するDNA領域は、rs11684404です。 日本での遺伝子型の分布は下のとおりです。
- TT
31.6 % - TC
49.2 % - CC
19.1 %
検査の根拠
2019年のアメリカの研究で、皮質下構造の体積が遺伝子と関係していることが分かりました。rs11684404の場所にはTとCの2種類の違いがあり、CC型をもつ人は神経障害の発症リスクが高い傾向があります（参考リンク2）。
今回調査したDNA領域
細胞の中にあるDNAマップの模式図
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関連遺伝子
| 関連遺伝子 | EIF2AK3 |
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よくある質問
Q1. 皮質下構造とは何ですか？
皮質下構造とは、脳の奥深くに位置する扁桃体・下垂体・脳幹などの脳領域の総称です。学習・記憶・感情のコントロールに大切な役割を果たし、その体積の変化は認知障害（記憶や判断などの力が低下する状態）や精神障害と関係しています。
Q2. 皮質下構造の体積と神経障害にはどのような関係がありますか？
2019年のアメリカの研究で、ヨーロッパ系の約4万人の全遺伝情報（ゲノム）を調べた結果、皮質下構造の体積と関係する48か所のDNA領域が見つかりました。これらのDNA領域にある遺伝子は、神経の発達、神経細胞どうしの信号のやり取り、炎症、神経障害へのなりやすさにかかわると考えられています（参考リンク2）。
Q3. DNA領域rs11684404と皮質下構造の関係は？
DNA領域rs11684404は脳幹の体積に関係しています。遺伝子型はTT型・TC型・CC型の3種類があり、東アジアではTT型22.7%、TC型49.9%、CC型27.5%の割合でみられます。CC型は神経障害の発症リスクが高いとされています（参考リンク3）。
Q4. 遺伝子検査で脳の皮質下構造のリスクは分かりますか？
DNA領域rs11684404の遺伝子型を調べることで、脳幹の体積の傾向や神経障害のリスクを知ることができます。関係する遺伝子EIF2AK3は、認知機能にかかわるIGF1と互いに影響し合い、遺伝子の個人差（遺伝子多型）によってはたらきの強さが異なる可能性があります（参考リンク4）。
参考文献
- 参考リンク1 : 2018 Jan., Daisuke Koshiyama, Scientific reports
- 参考リンク2 : 2019 Nov., Claudia L Satizabal, Nature genetics
- 参考リンク3 : DNA情報 「rs11684404」の情報 米国国立衛生研究所
- 参考リンク4 : 遺伝子 「EIF2AK3」の情報 米国国立衛生研究所