新規イントロンリピート病CANVASの病態解析モデルの構築

• Project/Area Number: 21K07440
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52020:Neurology-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 田中 章景 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (30378012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土井 宏 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (10326035) ; 竹内 英之 横浜市立大学, 医学研究科, 客員教授 (30362213)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: CANVAS / RNA foci / RFC1 / RAN translation / リピート病 / 病態解析

Outline of Research at the Start

Cerebellar ataxia, neuropathy, vestibular areflexia syndrome(CANVAS)において、病的リピート(AAGGG)n, (ACAGG)n、非病的リピート(AAAAG)nのRNA発現モデル、タンパク質発現モデルを構築し、疾患特異的RNA結合タンパク質の同定、RANTについての解析を通じ、イントロンの病的リピートが引き起こす病態を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

Cerebellar ataxia with neuropathy and vestibular areflexia syndrome（CANVAS）は小脳失調、末梢神経由来の感覚障害、前庭神経障害を三主徴とする常染色体潜性遺伝性疾患で、近年、RFC1イントロン領域のAAGGGまたはACAGGリピート配列の両アレル性異常伸長により発症することが報告されている。両アレル性AAGGGリピート伸長を示す患者組織の検討においてRFC1のmRNAレベル、タンパク質レベルの低下は検出されておらず、ヒト組織でのRNA foci形成も示されていないことより、CANVASの病態は不明である。
本年度は、CANVAS剖検脳でRNA fociの存在を検討した。両アレル性ACAGGリピート伸長を認める83歳女性例 (患者1)と両アレル性AAGGGリピート伸長を認める86歳女性例 (患者2)のCANVAS 2剖検例の組織に対して蛍光標識された(ACAGG)5および(AAGGG)5プローブを用いてRNA蛍光in situ hybridization法によりRNA fociの存在を評価し、次に病理学的変化とRNA fociを比較した。
神経細胞喪失を認める組織の残存神経細胞の核内に、それぞれ内因性のCCTGTおよびCCCTTを含むRNA fociを認めた。患者1, 2を比較すると、患者1の方がより重度の神経変性を認めたプルキンエ細胞、後根神経節神経細胞、下オリーブ核、脊髄前角の神経細胞では患者1の方がRNA fociのサイズが有意に大きく、また患者2の方でより重度の神経変性を認めた前庭神経核では患者2のRNA fociが有意に大きかった。本研究では、CANVAS剖検組織においてRNA foci形成を初めて証明した。この結果はCANVASの病態にRNA毒性が関与する可能性を示唆するものであった。

Research Products

• [Journal Article] RNA Foci in Two bi‐Allelic RFC1 Expansion Carriers (2023)
  • Author(s): Wada Taishi、Doi Hiroshi, et al.
  • Journal Title: Annals of Neurology Volume: 95 Issue: 3 Pages: 607-613
  • DOI: 10.1002/ana.26848
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Association of biallelic RFC1 expansion with early‐onset Parkinson's disease (2023)
  • Author(s): Ylikotila Pauli、Sipila Jussi、Alapirtti Tiina、Ahmasalo Riitta、Koshimizu Eriko、Miyatake Satoko、Hurme‐Niiranen Anri、Siitonen Ari、Doi Hiroshi、Tanaka Fumiaki、Matsumoto Naomichi、Majamaa Kari、Kytovuori Laura
  • Journal Title: European Journal of Neurology Volume: 30 Issue: 5 Pages: 1256-1261
  • DOI: 10.1111/ene.15717
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 【運動失調症の病態と治療】Cerebellar ataxia with neuropathy and vestibular areflexia syndrome(CANVAS) (2023)
  • Author(s): 土井 宏, 田中 章景
  • Journal Title: 脳神経内科 Volume: 99 Pages: 518-526
• [Journal Article] 神経難病 フリードライヒ運動失調症(Friedreich病) (2023)
  • Author(s): 橋口 俊太, 田中 章景
  • Journal Title: Brain Nursing Volume: 2023夏季増刊 Pages: 219-221
• [Journal Article] Rapid and comprehensive diagnostic method for repeat expansion diseases using nanopore sequencing (2022)
  • Author(s): Satoko Miyatake, Eriko Koshimizu, Atsushi Fujita, Hiroshi Doi, et al.
  • Journal Title: npj Genomic Medicine Volume: 7 Issue: 1 Pages: 62-62
  • DOI: 10.1038/s41525-022-00331-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Parallel Appearance of Polyglutamine and Transactivation-Responsive DNA-Binding Protein 43 and Their Complementary Subcellular Localization in Brains of Patients With Spinocerebellar Ataxia Type 2. (2022)
  • Author(s): Koyano S, Yagishita S, Tada M, Doi H, Uchihara T, Tanaka F
  • Journal Title: JOURNAL OF NEUROPATHOLOGY AND EXPERIMENTAL NEUROLOGY Volume: - Issue: 7 Pages: 535-544
  • DOI: 10.1093/jnen/nlac032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Repeat conformation heterogeneity in cerebellar ataxia, neuropathy, vestibular areflexia syndrome (2022)
  • Author(s): Miyatake S, Yoshida K, Koshimizu E, others, Miyake N, Shimohata T, Tanaka F, Mizuguchi T, Matsumoto N.
  • Journal Title: Brain Volume: 145 Issue: 3 Pages: 1139-1150
  • DOI: 10.1093/brain/awab363
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 両アレル性AAGGGおよびACAGGリピート伸長を持つCerebellar ataxia with neuropathy and vestibular areflexia syndrome (CANVAS) 剖検2例におけるRNA fociの形成 (2024)
  • Author(s): 和田大司, 土井宏, 大久保正紀, 多田美紀子, 上田直久, 冨永和奏, 小池春樹, 中村治子, 高橋慶太, 國井美紗子, 宮地洋輔, 東山雄一, 宮武聡子, 勝野雅央, 藤井誠志, 松本直通, 竹内英之 ,田中章景.
  • Organizer: 日本小脳学会 第14回学術大会
• [Presentation] Pathological evaluations of patients of CANVAS with biallelic expansion of AAGGG and ACAGG repeats (2023)
  • Author(s): Wada T, Doi H, Okubo M, Tada M, Ueda N, Tominaga W, Koike H, Hosoda K, Nakamura H, Takahashi K, Kunii M, Miyaji Y, Higashiyama Y, Miyatake S, Katsuno M, Fujii S, Matsumoto N, Takeuchi H, Tanaka F.
  • Organizer: 64th Annual Meeting of the Japnese Society of Neurology