パーソナルゲノム解析に基づくＡＬＳの疾患関連遺伝子探索と病態解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Personal genome-based initiatives toward understanding bran diseases
• Project/Area Number: 22129005
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 田中 章景 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30378012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土井 宏 横浜市立大学, 医学部, 講師 (10326035) ; 熱田 直樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90547457)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 次世代シーケンサー / エクソーム解析 / ALS / 遺伝子診断

Outline of Annual Research Achievements

次世代シークエンサーを用いた網羅的なゲノム解析を大規模に行い、ALSの進行や発症と関連する遺伝子多型あるいは、rare variantsを抽出することを目的とした。SOD1、TDP-43、FUSなどを含む28種類の既知のALS疾患関連遺伝子について、次世代シークエンサーを用いた網羅的なシークエンスシステムの構築を進めた。 Ion AmpliSeq™ Custom Panelを用い、28遺伝子のエクソン部分を増幅するプライマーペアのセットを作成、ライブラリを作成し、Ion One Touch2™システム、Ion PGM™シークエンサーを用いて網羅的なゲノム配列解析を行った。孤発性ALSのうち、家族歴がなく、El Escorial 診断基準でpossible以上と診断され、C9ORF72遺伝子の繰り返し配列の延長が認められなかった469例について、28種類の既知のALS関連遺伝子エクソンの網羅的シークエンスを実施した。その結果、スクリーニングを行った28遺伝子のエクソン領域内で、既にALS発症の原因と関連すると報告されている既知のvariant が14例で認められた。内訳は、SOD1 11例、FUS 2例、TARDBP 1例であった。一方で、孤発性ALSの発症に関与する未知の遺伝子を明らかにするため、孤発性ALS患者の全エクソンシークエンスを平行して行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ALSのゲノム解析において、既知の遺伝子異常を効率良く同定するシステムの開発は重要な位置を占める。特に、ALSの責任遺伝子が次々と明らかになってきている状況においては、これまでのサンガーシークエンスを用いた方法ではコスト的にも、時間的にも非常に大きな負担がかかり現実的ではない。卓上型次世代シーケンサーであるIon PGM™シークエンサーを用いて効率的に診断ができるシステムを開発できたことには大きな意義があると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

ALSサンプルのさらなる収集と解析を進め、ALSの進行や発症と関連する遺伝子多型あるいは、rare variantsを抽出する。

Research Products

• [Journal Article] Neck weakness is a potent prognostic factor in sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients. (2013)
  • Author(s): Nakamura R, Atsuta N, Watanabe H, Hirakawa A, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Tanaka F, Izumi Y, Morita M, Ogaki K, Taniguchi A, Aiba I, Mizoguchi K, Okamoto K, Hasegawa K, Aoki M, Kawata A, Abe K, Oda M, Konagaya M, Imai T, Nakagawa M, Tsuji S, Kaji R, Nakano I, Sobue G.
  • Journal Title: J Neurol Neurosurg Psychiatry Volume: 84 Pages: 1365-1371
  • DOI: 10.1136/jnnp-2013-306020
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Spliceosome integrity is defective in the motor neuron diseases ALS and SMA (2013)
  • Author(s): Tsuiji H, Iguchi Y, Furuya A, Kataoka A, Hatsuta H, Atsuta N, Tanaka F, Hashizume Y, Akatsu H, Murayama S, Sobue G, Yamanaka K
  • Journal Title: EMBO Mol Med Volume: 5 Pages: 221-234
  • DOI: 10.1002/emmm.201202303
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel SCARB2 mutation causing late-onset progressive myoclonus epilepsy (2013)
  • Author(s): Higashiyama Y, Doi H, Wakabayashi M, Tsurusaki Y, Miyake N, Saitsu H, Ohba C, Fukai R, Miyatake S, Joki H, Koyano S, Suzuki Y, Tanaka F, Kuroiwa Y, Matsumoto N
  • Journal Title: Mov Disord Volume: 28 Pages: 552-553
  • DOI: 10.1002/mds.25296
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ALSのパーソナルゲノム解析 (2013)
  • Author(s): 田中章景，曽根 淳，熱田直樹，中村亮一，土井 宏，児矢野 繁，祖父江 元
  • Journal Title: Brain and Nerve Volume: 65 Pages: 257-265
• [Presentation] SCARB2遺伝子に変異を認めた高齢発症の進行性ミオクローヌスてんかん兄妹例 (2013)
  • Author(s): 東山雄一，土井宏，阿部弘基，中村治子，工藤洋祐，上木英人，児矢野 繁，鈴木ゆめ，黒岩義之，松本直通，田中章景
  • Organizer: 第54回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京都千代田）
  • Year and Date: 2013-05-29 – 2013-06-01
• [Presentation] 運動ニューロン特異的TDP-43ノックアウトマウスの病理学的検討 (2013)
  • Author(s): 井口洋平, 勝野雅央, 丹羽淳一, 高木伸之介, 山中宏二, 三澤日出巳, 高橋良 輔, 佐々木彰一, 田中章景, 祖父江元
  • Organizer: 第54回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京都千代田）
  • Year and Date: 2013-05-29 – 2013-06-01