ミトコンドリア選択的オートファジー障害による先天性溶血性貧血の病態解析

• Project/Area Number: 16K10041
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Pediatrics
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 菅野 仁 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70221207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小原 洋志 東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (40528733) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 赤血球浸透圧脆弱性 / フローサイトメトリー / 新生児溶血性貧血 / 次世代シークエンサー / ターゲット遺伝子シーケンスパネル / 先天性溶血性貧血 / iPS細胞 / 赤芽球分化 / オートファジー / 疾患特異的iPS細胞 / ミトコンドリア

Outline of Annual Research Achievements

原因不明の溶血性貧血を対象に赤血球膜異常症、赤血球酵素異常症、ヘモグロビン異常症のスクリーニング検査を実施した。2016年～2017年に解析した症例は1歳未満が36例、1歳以上が100例であり、そのうち診断を確定し得たのは1歳未満が19例（53%）、1歳以上が84例（84%）で、新生児から乳児期の先天性溶血性貧血に関しては診断率が低いことが明らかになった。
我々は口唇赤血球症の一型である脱水型遺伝性有口赤血球症（dehydrated hereditary stomatocytosis; DHSt）の迅速診断法としてフローサイトメトリーによる定量的赤血球浸透圧脆弱性試験（FCM-OF）が有用であることを明らかにした。今回検討した1歳未満の先天性溶血性貧血36例中7例（19%）にはFCM-OFの異常高値が認められたため、そのうちの3例に対してDHStの病因遺伝子であるPIEZO1、KCNN4を含めた溶血性貧血関連68遺伝子を対象にしたTarget-captured sequencing（TCS）解析を実施したが、対象にした3症例にはPIEZO1/KCNN4を含めて溶血性貧血関連遺伝子に変異は同定出来なかった。
現在FCM-OFで異常高値を呈した7例をフォローアップしているが、1歳を過ぎてから溶血所見が自然軽快している例が認められたことから、FCM-OF高値の7症例は、Infantile pyknocytosis（IP）に分類されると考えている。IPは新生児～乳児期の原因不明先天性溶血性貧血の10%程度に認められる一過性の溶血性貧血であり、脱水を来した奇形赤血球（piknocyte）の存在が特徴である。今回の検討により、FCM-OFがIPの診断マーカーとなり得ることが示唆されたため、今後も先天性溶血性貧血の病因スクリーニングには、FCM-OFとTCS解析が必須と考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

iPS細胞樹立を担当する予定であった分担研究者が移籍のため共同研究の遂行が不可能となり、ミトファジー関連遺伝子変異を同定した3症例からのiPS細胞が得られていない。
末梢血における赤血球ミトコンドリア数およびミトコンドリア機能の定量に関しては、正常対照を用いた基準値作成が進行中であり、次年度からは原因不明の先天性溶血性貧血症例を対象とした検討が可能な状況になっている。ミトコンドリア膜電位差の検討、オートファジーマーカーLC3の検出は未だ基礎的な検討が出来ていない。

Strategy for Future Research Activity

今後は原因不明の先天性溶血性貧血症例を対象としたFCM-OF検査およびTCS解析を継続し、ミトファジー関連遺伝子変異による症例の抽出を進める。共同研究先の東京大学医科学研究所の協力を得て、既に診断し得たミトファジー異常による溶血性貧血症例からのiPS細胞樹立を再開する。同時に赤血球ミトコンドリア数およびミトコンドリア機能の定量を新たなスクリーニング検査として導入し、検討を開始する。

Research Products

• [Journal Article] Atypical erythroblastosis in a patient with Diamond-Blackfan anemia who developed del(20q) myelodysplasia. (2018)
  • Author(s): Sonoda Motoshi、Ishimura Masataka、Ichimiya Yuko、Terashi Eiko、Eguchi Katsuhide、Sakai Yasunari、Takada Hidetoshi、Hama Asahito、Kanno Hitoshi、Toki Tsutomu、Ito Etsuro、Ohga Shouichi
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: -
  • DOI: 10.1007/s12185-018-2424-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 新生児の遺伝性溶血性貧血～疾患概念の拡張～ (2018)
  • Author(s): 大賀 正一、石村 匡崇、槍澤 大樹、菅野 仁
  • Journal Title: 日本産婦人科・新生児血液学会誌 Volume: 27 Pages: 41-47
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SURVEY OF THE STATUS OF INTRAVENOUS IMMUNOGLOBULIN (IVIG) PRODUCTS: TRANSITION IN RECENT YEARS AT TOKYO WOMEN'S MEDICAL UNIVERSITY HOSPITAL (2018)
  • Author(s): 中林 恭子, 松田 和樹, 小林 博人, 小野 慎吾, 岩﨑 拓也, 久保田 友晶, 守屋 友美, 緒方 康貴, 及川 美幸, 木下 明美, 青木 貴子, 千野 峰子, 岡田 真一, 高源 ゆみ, 青木 正弘, 岡本 好雄, 今野 マユミ, 槍澤 大樹, 小倉 浩美, 菅野 仁
  • Journal Title: 日本輸血細胞治療学会誌 Volume: 64 Issue: 1 Pages: 21-27
  • DOI: 10.3925/jjtc.64.21
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] マイクロプレート法による赤血球浸透圧抵抗試験とeosin-5-maleimideを用いた赤血球膜band3定量法が診断に有用であった新生児期に重症黄疸を発症した赤血球膜蛋白異常症の1例 (2017)
  • Author(s): 西本瑛里、西久保敏也、釜本智之、石原卓、山口直子、菅野 仁、高橋幸博
  • Journal Title: 日本産婦人科・新生児血液学会誌 Volume: 26 Pages: 71-76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel <i>PGK1</i> mutation associated with neurological dysfunction and the absence of episodes of hemolytic anemia or myoglobinuria (2017)
  • Author(s): Matsumaru S, Oguni H, Ogura H, Shimojima K, Nagata S, Kanno H, Yamamoto T
  • Journal Title: Intractable Rare Disease Research Volume: 6 Issue: 2 Pages: 132-136
  • DOI: 10.5582/irdr.2017.01020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 循環系の基礎と臨床（２）血管新生 (2017)
  • Author(s): 槍澤 大樹、菅野 仁
  • Journal Title: 東京女子医科大学雑誌 Volume: 87 Pages: 5-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 貧血学-最新の診断・治療動向-V溶血性貧血 赤血球酵素異常症・不安定ヘモグロビン症 (2017)
  • Author(s): 小倉 浩美、菅野 仁
  • Journal Title: 日本臨床 Volume: 75 Pages: 472-477
• [Journal Article] Exome sequencing identified RPS15A as a novel causative gene for Diamond-Blackfan anemia (2017)
  • Author(s): Ikeda F, Yoshida K, Toki T, Uechi T, Ishida S, Nakajima Y, Sasahara Y, Okuno Y, Kanezaki R, Terui K, Kamio T, Kobayashi A, Fujita T, Sato-Otsubo A, Shiraishi Y, Tanaka H, Chiba K, Muramatsu H, Kanno H, Ohga S, Ohara A, Kojima S, Kenmochi N, Miyano S, Ogawa S, Ito E.
  • Journal Title: Haematologica Volume: -
  • DOI: 10.3324/haematol.2016.153932
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Discrimination of Diamond-Blackfan anemia from parvovirus B19 infection by RBC glutathione (2017)
  • Author(s): Noguchi Jun、Kanno Hitoshi、Chiba Yuta、Ito Etsuro、Ishiguro Akira
  • Journal Title: Pediatr Int. Volume: 59 Pages: 838-840
  • DOI: 10.1111/ped.13284
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Early-onset parkinsonism in a pedigree with phosphoglycerate kinase deficiency and a heterozygous carrier: do PGK-1 mutation contribute to vulnerability to parkinsonism? (2017)
  • Author(s): Satoshi Sakaue, Takashi Kasai, Ikuko Mizuta, Masaya Suematsu, Shinya Osone, Yumiko Azuma, Toshihiko Imamura, Takahiko Tokuda, Hitoshi Kanno, Omar M.A. El-Agnaf, Masafumi Morimoto, Masanori Nakagawa, Hajime Hosoi and Toshiki Mizuno
  • Journal Title: NPJ Parkinsons Disease Volume: 31
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Successful long-term management with low-dose prednisolone in an adult patient with Diamond-Blackfan anemia (2017)
  • Author(s): 小笠原 壽恵、川内 喜代隆、森 直樹、佐倉 宏、加藤 文代、菅野 仁、伊藤 悦朗
  • Journal Title: 臨床血液 Volume: 58 Issue: 8 Pages: 917-921
  • DOI: 10.11406/rinketsu.58.917
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Splenectomy resolves hemolytic anemia caused by adenylate kinase deficiency (2017)
  • Author(s): Niizuma Hidetaka、Kanno Hitoshi、Sato Atsushi、Ogura Hiromi、Imaizumi Masue
  • Journal Title: Pediatr Int Volume: 59 Pages: 228-230
  • DOI: 10.1111/ped.13166
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical Utility of Next-generation Sequencing for Inherited Bone Marrow Failure Syndromes. (2017)
  • Author(s): Muramatsu H, Okuno Y, Yoshida K, Shiraishi Y, Doisaki S, Narita A, Sakaguchi H, Kawashima N, Wang X, Xu Y, Chiba K, Tanaka H, Hama A, Sanada M, Takahashi Y, Kanno H, Yamaguchi H, Ohga S, Manabe A, Harigae H, Kunishima S, Ishii E, Kobayashi M, Koike K, Watanabe K, Ito E, Takata M, Yabe M, Ogawa S, Miyano S, Kojima S.
  • Journal Title: Genetics in Medicine Volume: - Pages: 796-802
  • DOI: 10.1038/gim.2016.197
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diagnostic challenge of Diamond-Blackfan anemia in mothers and children by whole-exome sequencing. (2017)
  • Author(s): Ichimura T, Yoshida K, Okuno Y, Yujiri T, Nagai K, Nishi M, Shiraishi Y, Ueno H, Toki T, Chiba K, Tanaka H, Muramatsu H, Hara T, Kanno H, Kojima S, Miyano S, Ito E, Ogawa S, Ohga S.
  • Journal Title: International journal of hematology Volume: 105 Pages: 515-520
  • DOI: 10.1007/s12185-016-2151-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Worldwide study of hematopoietic allogeneic stem cell transplantation in pyruvate kinase deficiency (2017)
  • Author(s): van Straaten Stephanie、Bierings Marc、Bianchi Paola、Smiers Frans、Raymakers Reinier、Yanez Lucrecia、Sevilla Julian、van Solinge Wouter、Segovia Jose Carlos、van Wijk Richard
  • Journal Title: Haematologica Volume: 103
  • DOI: 10.3324/haematol.2017.177857
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Diagnostic challenge of Diamond-Blackfan anemia in mothers and children by whole-exome sequencing (2017)
  • Author(s): Ichimura T, Yoshida K, Okuno Y, Yujiri T, Nagai K, Nishi M, Shiraishi Y, Ueno H, Toki T, Chiba K, Tanaka H, Muramatsu H, Hara T, Kanno H, Kojima S, Miyano S, Ito E, Ogawa S, Ohga S
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: 105 Pages: 515-520
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Erythrocyte glutathione is a novel biomarker of Diamond-Blackfan anemia. (2016)
  • Author(s): Utsugisawa T, Uchiyama T, Toki T, Ogura H, Aoki T, Hamaguchi I, Ishiguro A, Ohara A, Kojima S, Ohga S, Ito E, Kanno H
  • Journal Title: Blood Cells Mol Dis. Volume: 59 Pages: 31-36
  • DOI: 10.1016/j.bcmd.2016.03.007
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] PIEZO1 gene mutation in a Japanese family with hereditary high phosphatidylcholine hemolytic anemia and hemochtomatosis-induced diabetes mellitus (2016)
  • Author(s): Imashuku S, Muramatsu H, Sugihara T, Okuno Y, Wang X, Yoshida K, Kato A, Tatsumi Y, Hattori A, Kita S, Oe K, Sueyoshi A, Usui T, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Miyano S, Ogawa S, Kojima S, Kanno H
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: 印刷中 Pages: 125-129
  • DOI: 10.1007/s12185-016-1970-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ALDH2 polymorphism in patients with Diamond-Blackfan anemia in Japan (2016)
  • Author(s): Ikeda F, Toki T, Kanezaki R, Terui K, Yoshida K, Kanno H, Ohga S, Ohara A, Kojima S, Ogawa S, Ito E.
  • Journal Title: Int J Hematol Volume: 103 Pages: 112-114
  • DOI: 10.1007/s12185-015-1891-0
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ATP11C is a major flippase in human erythrocytes and its defect causes congenital hemolytic anemia (2016)
  • Author(s): Arashiki N, Takakuwa Y, Mohandas N, Hale J, Yoshida K, Ogura H, Utsugisawa T, Ohga S, Miyano S, Ogawa S, Kojima S, Kanno H
  • Journal Title: Haematologica Volume: 101 Pages: 559-565
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] KCNN4変異による脱水型遺伝性有口赤血球症の1例 (2017)
  • Author(s): 村岡倫子、岡本佳子、猪谷元浩、近藤亜矢、坂根朋子、岩瀬瑞恵、藤原倫昌、北田邦美、野島郁子、高橋伸方、荒木徹
  • Organizer: 第59回小児血液・がん学会学術集会
• [Presentation] 系統的検査による先天性溶血性貧血80症例の病型診断 (2017)
  • Author(s): 小倉浩美、槍澤大樹、岩﨑拓也、青木貴子、岡本好雄、川上高弘、菅野 仁
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Heterogeneous KCNN4 or PIEZO1 gene mutation cause dehydrated hereditary Stomatocytosis in Japan (2017)
  • Author(s): 槍澤大樹、小倉浩美、岩﨑拓也、青木貴子、岡本好雄、川上高弘、菅野 仁.
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] AG-348,a pyruvate kinase activator,for pyruvate kinase deficiency:Results the drive PK study (2017)
  • Author(s): Hitoshi Kanno、Rachael F.Grace, D.Mark Layton, Frederic Galacteros, D.Holmes Morton, Kevin H.M.Kuo, Sujit Sheth, Janet L.Kwiatkowski, Bruce Silver, Charles Kung, Marvin Cohen, Hua Yang, Penelope A. Kosinski, Lei Hua, Ann J. Barbier, Bertil Glader
  • Organizer: 第79回日本血液学会学術集会
• [Presentation] A patient with hereditary Pyropoikilocytosis caused by a combination of a novel in-frame deletion and a common functional but non-pathogenic allele,αLELY,in SPTA1 (2017)
  • Author(s): Tomoko Goto, Takao Togawa, Tsuyoshi Ito, Masanori Kouwaki, Hiromi Ogura, Hitoshi Kanno, Shinji Saitoh, Norihisa Koyama
  • Organizer: American Society of Human Genetics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Flow Cytometric Osmotic Fragility Test is an Effective Screening Test for Red Cell Membrane Disorders, Including Dehydrated Hereditary Stomatocytosis (2017)
  • Author(s): Takuya Iwasaki, Taiju Utsugisawa, Hiromi Ogura, Takako Aoki, Akemi Kinoshita, Yasutaka Ogata, Yoshio Okamoto, Takahiro Kawakami, Hitoshi Kanno
  • Organizer: International Sciety for Laboratory Hematology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 低温保存腹水を用いた腹水濾過濃縮再静注法(CART)の有用性の検討 (2017)
  • Author(s): 槍澤 大樹、中林 恭子、松田 和樹、守屋 友美、千野 峰子、岡本 好雄、菅野 仁
  • Organizer: 第65回 日本輸血・細胞治療学会総会
• [Presentation] 腹水濾過時に得られる単核球を利用したγδ型T細胞療法の開発 (2017)
  • Author(s): 高源 ゆみ、木下 明美、小林 博人、菅野 仁
  • Organizer: 第65回 日本輸血・細胞治療学会総会
• [Presentation] ABO同型クリオプレシピテート供給体制の是非に関する考察 (2017)
  • Author(s): 小野 慎吾、及川 美幸、中林 恭子、岡本 好雄、菅野 仁
  • Organizer: 第65回 日本輸血・細胞治療学会総会
• [Presentation] 高張アルブミン製剤適正使用の推進 (2017)
  • Author(s): 守屋 友美、小野 慎吾、小林 博人、菅野 仁
  • Organizer: 第65回 日本輸血・細胞治療学会総会
• [Presentation] HbA1cが偽性低値を示したエノラーゼ異常症の1例 (2016)
  • Author(s): 井島 廣子, 古賀 正史, 中村 倫子, 松下 文美, 坂本 英美, 岩崎 剛, 松本 理恵, 陣内 冨男, 梶原 敬三, 稗島 州雄, 杉山 正悟, 小倉 浩美, 菅野 仁, 陣内 秀昭
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都）
• [Presentation] 先天性溶血性貧血の診断におけるターゲットシークエンシングの有用性 (2016)
  • Author(s): 岩﨑 拓也、山本 俊至、村松 秀城、奥野友介、佐藤 裕子、三井 哲夫、小野田 正志、矢野 未央、小松 博史、坂本 謙一、青木 貴子、岡本 好雄、槍澤 大樹、小倉浩美、小島 勢二、菅野 仁
  • Organizer: 第78回日本血液学会学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] Generation and Fanctional Analysis of Congenital Dyserythropoietic Anemia(CDA) Patient-Specific Induced Pluripotent Stem Cells (2016)
  • Author(s): Hiroshi Kohara, Hiromi Ogura, Takako Aoki, Chika Sakamoto, Yoshie Ogawa, Shohei Miyamoto, Hitoshi Kanno, Kenzaburo Tani
  • Organizer: American Society of Hematology, 58th Annual Meeting ＆Exposition
  • Place of Presentation: San Diego（America)
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Novel missense Mutation of GATA1 Caused red Cell Adenosine Deaminase Overproduction Associated with Congenital Hemolytic Anemia (2016)
  • Author(s): Taiju Utsugisawa, Hiromi Ogura,Toshiyuki Yamamoto,Takako Aoki,Takuya Iwasaki,Yumiko Ondo,Takahiro Kawakami, Shinichiro Nakagawa, Shuichi Ozono, Hiroko Inada, Hitoshi Kanno
  • Organizer: American Society of Hematology, 58th Annual Meeting ＆Exposition
  • Place of Presentation: San Diego（America)
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Next generation sequencing in diagnosis of congenital hemolytic anemia. (2016)
  • Author(s): Kanno H, Utsugisawa T, Ogura H
  • Organizer: The 5th TSH International Symposium, Red Cell Disorders.: From Bench to Bedside
  • Place of Presentation: Bangkok, Thailand
  • Year and Date: 2016-05-21
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] MedicalPractic 【貧血 実地医家に役立つ知識と診療の進めかた】 セミナー臨床に役立つ知識と情報 溶血性貧血の鑑別診断の進め方 (2016)
  • Author(s): 小倉浩美, 菅野 仁
  • Total Pages: 166
  • Publisher: 文光堂
• [Book] 血液内科 【貧血性疾患診療の進歩】 先天性溶血性貧血の遺伝子診断 (2016)
  • Author(s): 大賀 正一, 山城 安啓, 菅野 仁
  • Total Pages: 273
  • Publisher: 科学評論社
• [Book] 小児内科 【血球の増加と減少】赤血球 貧血 遺伝性貧血 (2016)
  • Author(s): 小倉浩美、菅野 仁
  • Total Pages: 140
  • Publisher: 東京医学社
• [Book] 見過ごせないウイルス感染症ヒトパルボウイルスB19 (2016)
  • Author(s): 大賀 正一,猪股 裕紀洋,菅野 仁,田村 正徳,八重樫 伸生
  • Total Pages: 180
  • Publisher: メディカルレビュー社