心疾患に関わる遺伝子間相互作用を解析 (Researchers Investigate Genetic Interactions Linked to Heart Disease)

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2026-01-23 スタンフォード大学

スタンフォード大学の研究チームは、複数の遺伝子が相互に作用して疾患リスクを左右する「エピスタシス(遺伝子間相互作用)」が、心疾患や遺伝性疾患の発症理解に極めて重要であることを示した。本研究では、大規模な遺伝データと計算解析を用い、単一遺伝子変異では説明できない疾患リスクが、遺伝子同士の組み合わせによって増幅または抑制されることを明らかにした。特定の遺伝子変異が存在しても、別の遺伝子がその影響を打ち消す場合があり、逆に複数の軽微な変異が重なることで疾患が発症するケースも確認された。これらの結果は、従来の「一遺伝子=一疾患」という見方を超え、より精密な個別化医療やリスク予測モデルの構築に道を開くものであり、将来の診断・治療戦略の高度化に大きく貢献すると期待される。

<関連情報>

エピスタシスは心臓肥大の遺伝的制御を制御する Epistasis regulates genetic control of cardiac hypertrophy

Qianru Wang,Tiffany M. Tang,Michelle Youlton,Chad S. Weldy,Ana M. Kenney,Omer Ronen,J. Weston Hughes,Elizabeth T. Chin,Shirley C. Sutton,Abhineet Agarwal,Xiao Li,Merle Behr,Karl Kumbier,Christine S. Moravec,W. H. Wilson Tang,Kenneth B. Margulies,Thomas P. Cappola,Atul J. Butte,Rima Arnaout,James B. Brown,James R. Priest,Victoria N. Parikh,Bin Yu & Euan A. Ashley
Nature Cardiovascular Research  Published:05 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s44161-025-00656-8

心疾患に関わる遺伝子間相互作用を解析 (Researchers Investigate Genetic Interactions Linked to Heart Disease)

Abstract

Although genetic variant effects often interact nonadditively, strategies to uncover epistasis remain in their infancy. Here we develop low-signal signed iterative random forests to elucidate the complex genetic architecture of cardiac hypertrophy, using deep learning-derived left ventricular mass estimates from 29,661 UK Biobank cardiac magnetic resonance images. We report epistatic variants near CCDC141, IGF1R, TTN and TNKS, identifying loci deemed insignificant in genome-wide association studies. Functional genomic and integrative enrichment analyses reveal that genes mapped from these loci share biological process gene ontologies and myogenic regulatory factors. Transcriptomic network analyses using 313 human hearts demonstrate strong co-expression correlations among these genes in healthy hearts, with significantly reduced connectivity in failing hearts. To assess causality, RNA silencing in human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes, combined with novel microfluidic single-cell morphology analysis, confirms that cardiomyocyte hypertrophy is nonadditively modifiable by interactions between CCDC141, TTN and IGF1R. Our results expand the scope of cardiac genetic regulation to epistasis.

医療・健康
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