| Project/Area Number |
24K11235
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
林 研至 金沢大学, 保健学系, 教授 (00422642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 昌平 金沢大学, 附属病院, 助教 (30623657)
野村 章洋 金沢大学, 融合科学系, 教授 (30707542)
藤野 陽 金沢大学, 保健学系, 教授 (40361993)
薄井 荘一郎 金沢大学, 医学系, 准教授 (50507043)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 遺伝性不整脈 / 病的意義不明バリアント / 機能解析 / ゼブラフィッシュ / 遺伝性心筋症 / VUS / 蛋白切断型バリアント |
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| Outline of Research at the Start |
我々はこれまで遺伝性心筋症/不整脈症例において、既知疾患関連遺伝子の病的バリアントを数多く見出したが、それと同時に数多くの病的意義不明なバリアント(VUS)や既知疾患関連遺伝子以外の蛋白切断型バリアントも見いだした。VUSは臨床で活用できず、蛋白切断型バリアントは新規疾患関連遺伝子の病的バリアントである可能性がある。本研究では家族解析および機能解析を行い、既知疾患関連遺伝子VUSの病的意義を明らかにし、既知疾患関連遺伝子以外の蛋白切断型バリアントと心疾患との関係を明らかにする。蛋白切断型バリアントについては、解析結果をもとに新規疾患発症機序を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的①は、「遺伝性不整脈・心筋疾患で検出された既知疾患関連遺伝子のVUSに対して機能解析を行い、家族解析結果も考慮してその病的意義を再評価する。」ことであった。先天性QT延長症候群101症例に対して網羅的遺伝子解析を行い、38症例に既知疾患関連遺伝子の稀なバリアント（KCNQ1, 19バリアント；KCNH2, 10バリアント；SCN5A, 2バリアント；CACNA1C, 3バリアント）を見出した。このうち、7個がVUS（KCNQ1, 3VUS; KCNH2, 1VUS; SCN5A, 1VUS; CACNA1C, 3VUS）であった。現在パッチクランプ法およびゼブラフィッシュを用いた機能解析を行っている。
目的②は、「遺伝性不整脈・心筋疾患の新規疾患関連遺伝子を同定するため、既知疾患関連遺伝子以外の蛋白切断型バリアントに対し、動物培養細胞、ゼブラフィッシュ、マウス、患者右室心筋生検検体などを用いて機能解析を行い、バリアントと心疾患の関連および心疾患発症メカニズムを解明する。」ことであった。これまでの遺伝子解析で先天性QT延長症候群症例と肥大型心筋症症例よりNotch signalingを調節する遺伝子MIB E3 ubiquitin protein ligase 1, MIB1のナンセンス変異を、若年発症徐脈症例よりジストロフィン関連タンパク質複合体を構成する細胞質周辺の足場タンパク質であるSNTA1のナンセンス変異を、拡張型心筋症症例より陰イオン交換タンパク質をコードするSLC4A3のナンセンス変異を見出した。これら遺伝子変異の病的意義および疾患表現型を明らかにするためゼブラフィッシュの相同遺伝子をCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウトし、機能解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
既知疾患関連遺伝子VUSのうち、LQTSおよび若年発症徐脈のVUSの機能解析を開始しているが、HCMおよびDCMのVUSの機能解析は開始前の状態である。新規疾患関連遺伝子と考えられる蛋白切断型変異のうち、MIB1, SNTA1, SLC4A3はゼブラフィッシュヘテロ接合性変異体を作成した。現在変異体を用いて機能解析を行っている。一方、CAND2, OBSCN, SCN10Aの機能解析は開始前の状態である。このようにすべての遺伝子の機能解析を開始できておらず、予定よりやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
LQTSおよび若年発症徐脈で見いだされたイオンチャネル遺伝子VUSに対し、パッチクランプ法による発現電流評価やゼブラフィッシュを用いて心臓活動電位評価および心室内刺激伝導度測定などの機能解析を行う。心筋症関連遺伝子（MYBPC3, MYH7, FLNC）のVUSについては、CRISPR/Cas9 法を用いて相同性のあるゼブラフィッシュ遺伝子をノックアウトし、ホモ接合性変異体を作成する。その胚の心室、心房のサイス゛、心室内径短縮率、心拍出量、心臓カルシウムトランジェントを測定し、評価する。さらにホモ接合性変異体の受精卵にVUS ヒトcRNA を注入し、野生型と比較して表現型がレスキューされるかどうか観察する。新規疾患関連遺伝子の可能性があるMIB1, SNTA1, SLC4A3のゼブラフィッシュホモ接合性変異体を作成し、機能解析を行う。
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