マイクロアレイ染色体検査について

■ マイクロアレイ染色体検査の原理

NPO法人「染色体・遺伝コンシェルジュ」ではAgilent Technologies社製、高密度オリゴアレイを使用して解析を行います。 マイクロアレイ染色体検査は通常の染色体解析が顕微鏡下に展開した標本を光学的に解析するのに対して、色素の定量比較をデジタルデータ化して解析するツールであり、いわばデジタル染色体解析です。通常の染色体解析においては、解析精度が検査技師の技能や経験に依存しているのに比べ、配置されたプローブ密度が多ければ多いほど高い精度が保障されており、再現性が高い正確な結果が保障されます。

アレイCGHという原理を用います。CGHとはcomparative genomic hybridizationの略で、2色の蛍光色素でラベルした検体を競合的にマイクロアレイ上でハイブリさせてコピー数を比較定量する解析技術のことです。
被検者のＤＮＡを赤にラベルし、正常対象を緑にラベルします。（図）。

被検者正常対照

両者を混ぜ合わせてハイブリさせます。


両者のコピー数が同じなら黄色になるはずです。被検者のコピー数が減る（欠失）と緑に、コピー数が多い（重複）と赤に傾きます。

つまり、緑のシグナルを示すスポットでは染色体欠失が、赤を示すスポットでは染色体の重複が起こっていると想定されます。このスライドグラスをスキャナーで読み込んで染色体の配置ごとにデータを並べ替え、特定のアルゴリズムでアーチファクイトを排除し、正確な染色体の異常を解析できます。



実際のスキャン画像 スポットの位置情報から染色体毎に並べ替えて表示します。



Agilent Genomic Workbenchによる解析画面の例(Smith-Magenis症候群) 左からGenome View、Chromosome View、Gene View。

■ マイクロアレイ染色体検査の解析の対象

  1. 何らかの染色体異常が疑われるが、通常の染色体検査では異常が認められない場合。
  2. G-bandで異常が認められたが、切断端を決定したい場合。
  3. 付加染色体やマーカー染色体の由来を決定したい場合。
  4. その他。

■東京女子医科大学の研究室におけるアレイCGH関連の業績（抜粋）

  1. Liang J-S, Shimojima K, Yamamoto T : Application of Array-Based Comparative Genome Hybridization in Child Neurology. Pediatr Neonatol 49 : 213-217, 2008. PMID: 19166117
  2. Shimojima K, PaezMT, Kurosawa K, Yamamoto T : Proximal interstitial 1p36 deletion syndrome: the most proximal 3.5-Mb microdeletion identified on a dysmorphic and mentally retarded patient with inv(3)(p14.1q26.2). Brain and Development 31 : 629-633, 2009. PMID: 18835671
  3. Liang J-S, Shimojima K, Ohno K, Sugiura C, Une Y, Ohno K, Yamamoto T. : A newly recognized microdeletion syndrome of 2p15-16.1 manifesting moderate developmental delay, autistic behavior, short stature, microcephaly, and dysmorphic features: a new patient with 3.2-Mb deletion. Journal of Medical Genetics 46 : 645-7, 2009. PMID: 19724011
  4. Shimojima K, Adachi M, Tanaka M, Tanaka Y, Kurosawa K, Yamamoto T : Clinical features of microdeletion 9q22.3 (pat). Clinical Genetics 75 : 384-393, 2009. PMID: 19320658
  5. Shimojima K, Yamamoto T : Investigation of the candidate region for trigonocephaly in a patient with monosomy 9p syndrome using array-CGH. American Journal of Medical Genetics 149A : 1076-1080, 2009.
  6. Shimojima K, Tanaka K, Yamamoto T : A de novo intra-chromosomal tandem duplication at 22q13.1q13.31 including Rubinstein-Taybi region but no relation with psychiatric traits. American Journal of Medical Genetics 149A : 1359-1363, 2009. PMID: 19449428
  7. Toyoshima M, Yonee C, Maegaki Y, Yamamoto T, Shimojima K, Maruyama S and Kawano Y : Vertebral fusion in a patient with supernumerary-der(22)t(11;22) syndrome. American Journal of Medical Genetics 149A : 1722-1726, 2009. PMID: 19353589
  8. Shimojima K, Inoue T, Hoshino A, Kakiuchi S, Watanabe Y, Sasaki M, Nishimura A, Takeshita-Yanagisawa A, Tajima G, Ozawa H, Kubota M, Tohyama J, Sasaki M, Oka A, Saito K, Osawa M, Yamamoto T : Comprehensive molecular and cytogenetic analyses of PLP1 in patients with Pelizaeus-Merzbacher disease: new mutations and structural elucidation of a duplication mechanism using array-CGH and fiber-FISH analyses. Brain & Development 2009 32: 171-179, 2010. PMID: 19328639
  9. Shimojima K, Saito K, Yamamoto T : A de novo 1.9-Mb interstitial deletion of 3q13.2q13.31 in a girl with dysmorphic features, muscle hypotonia, and developmental delay. American Journal of Medical Genetics. 149A : 1818-1822, 2009. PMID: 19610083
  10. Shimojima K, Komoike Y, Tohyama J, Takahashi S, PáezMT, Nakagawa E, Goto Y, Ohno K, Ohtsu M, Oguni H, Osawa M, Higashinakagawa T, Yamamoto T : TULIP1 (RALGAPA1) haploinsufficiency with brain development delay. Genomics 94 : 414-22, 2009. PMID: 19733229
  11. Shimojima K, Inoue T, Fujii Y, Ohno K, Yamamoto T : A familial 593-kb microdeletion of 16p11.2 associated with mental retardation and hemivertebrae. European Journal of Medical Genetics 52 : 433-435, 2009. PMID: 19770079
  12. Okumura A, Lee T, Shimojima K, Hisata K, Shoji H, Takanashi J, Yamamoto T, Shimizu T : Barkovich AJ.Brainstem disconnection associated with nodular heterotopia and proatlantal arteries. American Journal of Medical Genetics A. 149A : 2479-2483, 2009. PMID: 19842192
  13. Yamamoto T, PáezMT, Shimojima K : Comment on "Altered DNA copy number in patients with different seizure disorder type: By array-CGH" by Kim HS et al. Brain & Development 2007;29:639-643. Brain and Development 31 : 94, 2009. PMID: 18657918
  14. Arai A, Mitsuhashi S, Saito Y, Komaki H, Sakuma H, Nakagawa E, Sugai K, Sasaki M, Robertson SP, Nishimura G, Yamamoto T, Nonaka I, Nishino I : Nemaline (actin) myopathy with myofibrillar dysgenesis and abnormal ossification. Neuromuscular Disorders 19 : 485-458, 2009. PMID: 19553121
  15. Komoike Y, Shimojima K, Liang JS, Fujii H, Maegaki Y, Osawa M, Fujii S, Higashinakagawa T, Yamamoto T : A functional analysis of GABARAP on 17p13.1 by knockdown zebrafish. Journal of Humman Genetics 55 : 155-162, 2010. PMID: 20111057
  16. Shimojima K, Sugiura C, Takahashi H, Ikegami M, Takahashi Y, Ohno K, Matsuo M, Saito K, Yamamoto T : Genomic copy number variations at 17p13.3 and epileptogenesis. Epilepsy Research 89 : 303-309, 2010. PMID: 20227246
  17. Komoike Y, Fujii K, Nishimura A, Hiraki Y, Hayashidani M, Shimojima K, Nishizawa T, Higashi K, Yasukawa K, Saitsu H, Miyake N, Mizuguchi T,  Matsumoto N, Osawa M, Kohno Y, Higashinakagawa T, Yamamoto T : Zebrafish gene knockdowns imply roles for human YWHAG in infantile spasms and cardiomegaly. Genesis 48 : 233-243, 2010. PMID: 20146355
  18. Takatsuki S, Nakamura R, Haga Y, Mitsui K, Hashimoto T, Shimojima K, Saji T, Yamamoto T : Severe pulmonary emphysema in a girl with interstitial deletion of 2q24.2q24.3 including ITGB6. American Journal of Medical Genetics A 152A : 1020-1025, 2010. PMID: 20358620
  19. Inage E, Suzuki M, Minowa K, Akimoto N, Hisata K, Shoji H, Okumura A, Shimojima K, Shimizu T, Yamamoto T : Phenotypic overlapping of trisomy 12p and Pallister-Killian syndrome. Eur J Med Genet 53 : 159-161, 2010. PMID: 20219705
  20. 山本俊至  : 染色体検査の限界に挑戦する：アレイCGH法の臨床応用.
    小児内科 41 : 929-935, 2009.
  21. 山本俊至  : アレイ CGHによるデジタル染色体解析の進歩と臨床応用.
    脳と発達 42 : 138-133, 2010.

■ 東京女子医科大学における研究内容についての報道

2008年6月18日版 Medical Tribune誌において東京女子医科大学におけるマイクロアレイ染色体検査による研究の内容が報道されました。