優性遺伝型脊髄小脳変性症のハイスループット遺伝子変異探索

• Project Area: Personal genome-based initiatives toward understanding bran diseases
• Project/Area Number: 23129503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 石川 欽也 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (30313240)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2012: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2011: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: ゲノム / 神経疾患 / 遺伝子 / 脳科学 / 神経変性疾患 / 小脳

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、常染色体優性遺伝型の脊髄小脳変性症のうち、未だ原因が不明の病型の原因を現在の技術で最も迅速と考えられるハイスループットな手法で同定することである。我々はこれまで本邦の原因不明の優性遺伝型脊髄小脳変性症を集積し、2009年にその1病型の原因を発見することが出来た。しかし未だ原因が同定されない病型(「未同定SCA」)が全SCA家系の10-20％と多数存在する。本研究では原因同定に有力な家系に絞って次世代シークエンサーとDNAマイクロアレー法を用いて原因の探索を目指した。まず家系５つについてマイクロアレーを用いて遺伝子変異が存在する候補染色体領域を限定ました。次に各家系から発症者2名ずつを選び、次世代シークエンサーを用いてエクソーム解析を行った。
その結果、1つの家系ではその連鎖候補領域内に存在する遺伝子内に、発症者全員に共通する遺伝子異常を見出した。この遺伝子異常は種を越えて保存されている機能的に重要な部位の変化であり、コンピュータ予測の結果でも原因である可能性をサポートする結果を得た。しかし、この結果のみでは本家系の原因であると断定できないため、当該家系と臨床的に類似する家系を全国に募った。その結果、15家系の集積が得られた。これらについて、平成24年度ゲノム支援から支援いただき、エクソーム解析を行った。その結果、1家系に同じ遺伝子内に異常を見出した。目下、この異常が家系内で分離するかどうかを検討している。
他の家系についても、遺伝子異常の探索を進めることができた。しかし、未同定ＳＣＡの家系自体が集積しづらく、原因の発見に至るためにはさらに多くの家系の集積を進めることが大きな課題の一つであることが判明した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Abnormal RNA structures (RNA foci) containing a penta-nucleotide repeat (UGGAA)n in the Purkinje cell nucleus is associated with spinocerebellar ataxia type 31 pathogenesis. (2013)
  • Author(s): Niimi Y, Takahashi M, Sugawara E, Umeda S, Obayashi M, Sato N, Ishiguro T, Higashi M, Eishi Y, Mizusawa H, Ishikawa K.
  • Journal Title: Neuropathology Volume: 33(6) Issue: 6 Pages: 600-611
  • DOI: 10.1111/neup.12032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic location of α1A voltage-gated calcium channel C-terminal fragment (Cav2.1-CTF) aggregate is sufficient to cause cell death. (2013)
  • Author(s): Takahashi M, Obayashi M, Ishiguro T, Sato N, Niimi Y, Ozaki K, Mogushi K, Mahmut Y, Tanaka H, Tsuruta F, Dolmetsch R, Yamada M, Takahashi H, Kato T, Mori O, Eishi Y, Mizusawa H, Ishikawa K.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 8(3) Issue: 3 Pages: e50121-e50121
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0050121
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A commentary on confirmation and refinement of an autosomal dominant congenital motor nystagmus locus in chromosome 1q31.3-q32.1. (2012)
  • Author(s): Ishikawa K.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 57(12) Issue: 12 Pages: 755-755
  • DOI: 10.1038/jhg.2012.122
  • NAID: 10031145880
• [Journal Article] Development of Purkinje cell degeneration in a knockin mouse model reveals lysosomal involvement in the pathogenesis of SCA6. (2012)
  • Author(s): Unno, T., Wakamori, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Ishikawa, K., Kubota, H., Yoshida, T., Sasakawa, H., Peters, C., Mizusawa, H. and Watase K
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 109(43) Issue: 43 Pages: 17693-17698
  • DOI: 10.1073/pnas.1212786109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reduced brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mRNA expression and presence of BDNF-immunoreactive granules in the spinocerebellar ataxia type 6 (SCA6) cerebellum (2012)
  • Author(s): Takahashi M, Ishikawa K, Sato N, Obayashi M, Niimi Y, Ishiguro T, Yamada M, Toyoshima Y, Takahashi H, Kato T, Takao M, Murayama M, Mori O, Eishi Y, Mizusawa H
  • Journal Title: Neuropathology Volume: (in press) Issue: 6 Pages: 593-603
  • DOI: 10.1111/j.1440-1789.2012.01302.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prevalence of inositol 1,4,5-triphosphate receptor type 1 gene (ITPR1) deletion, the mutation for spinocerebellar ataxia type 15 (SCA15), in Japan screened by gene dosage (2012)
  • Author(s): Obayashi M, Ishikawa K, Izumi Y, Takahashi M, Niimi Y, Sato N, Onodera O, Kaji R, Nishizawa M, Mizusawa H
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 57(3) Issue: 3 Pages: 202-206
  • DOI: 10.1038/jhg.2012.5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pentanucleotide repeats at the spinocerebellar ataxia type 32 (SCA31) locus in Caucasians (2011)
  • Author(s): Ishikawa K, Durr A, Klopstock T, Muller S, De Toffol B, Vighetto A, Marelli C, Wichmann HE, Illig T, Niimi Y, Sato N, Amino T, Stevanin G, Brice A, Mizusawa H
  • Journal Title: Neurology Volume: 77(20) Pages: 1853-1855
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A BAC transgenic mouse model of spinocerebellar ataxia type 31 (SCA31) exhibits RNA foci in Purkinje cells. (2013)
  • Author(s): Sato N, Ishikawa K, Niimi Y, Mizusawa H.
  • Organizer: The 65th Annual Meeting, The American Academy of Neurology.
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center
  • Year and Date: 2013-03-16
• [Presentation] A gene search for a new spinocerebellar ataxia. (2012)
  • Author(s): Ishikawa K., Sato N, Ozaki K, Mitsui J, Ishiura H, Hashimoto Y, Obayashi M, Matsuo H, Tsuji S, Mizusawa H.
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of the American Society of Human Genetics.
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center, San Francisco.
  • Year and Date: 2012-11-06
• [Presentation] A non-coding penta-nucleotide (UGGAA)n is essential for SCA31 pathogenesis. (2012)
  • Author(s): Ishikawa K.
  • Organizer: The 7th International Conference on Unstable Microsatellite and Human Disease.
  • Place of Presentation: Ste.Odile, France.
  • Year and Date: 2012-06-09
  • Invited
• [Presentation] 細胞モデルを用いた脊髄小脳失調症31型(SCA31)の病態探索 (2011)
  • Author(s): 新美祐介, 佐藤望, 網野猛志, 高橋真, 大林正人, 石黒太郎, 石川欽也, 水澤英洋
  • Organizer: 第52回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2011-05-18
• [Book] 脊髄小脳変性症の治療．薬物治療を中心に． 辻 省次 総編集、西澤正豊 専門編集,「小脳と運動失調． 小脳はなにをしているのか」アクチュアル 脳・神経疾患の臨床． (2013)
  • Author(s): 石川欽也, 水澤英洋
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 中山書店