遺伝性赤血球膜異常症の病因・病態の解明に関する遺伝細胞生化学的,分子電顕的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07457236
• Research Institution: KAWASAKI MEDICAL SCHOOL
• Principal Investigator: 八幡 義人 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70069011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 孝文 川崎医科大学, 医学部, 助手 (60203238) ; 和田 秀穂 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70191830) ; 神崎 暁郎 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40148698) ; 杉原 尚 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60140505) ; 山田 治 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (50104790)
• Keywords: 赤血球膜 / 遺伝子解析 / 遺伝性球状赤血球症 / Spectrin / Band3 / Protein4.2 / 電顕学的検索 / 形態形成

Research Abstract

わが国における遺伝性赤血球膜異常症の病因および病態を次の諸点について明らかとすることができた。
1.わが国で最も高頻度である遺伝性球状赤血球症(HS)について:
(1)本症50症例についてband3の遺伝子解析を施行中で,現時点まで判明した4種の変異を公表した。
(2)正常50例および本症20症例についてankyrinの遺伝子解析を施行中で,正常polymorphismを11種,病因と推定される変異を1種見出し(未発表),現在も研究継続中である。
わが国に特有なband4.2異常症について:
(1)完全欠損症について電顕的検討を行った結果,band4.2は構造蛋白の他,細胞骨格蛋白網にも重大な障害を生ずることを明らかにした。
(2)Band4.2の物性学的検索から, band4.2がspectrinと直接結合することを明らかにした。
(3)Band4.2のvariantとして,72kD(wild type)の他に74kD peptideを有するband4.2 doublet Naganoの分子異常を明らかとした。
3.構造蛋白band3の病態に関して:
(1)Band3の完全欠損症について,その細胞形態,膜機能異常などについて報告した。
(2)Band3の異常症(Fukuoka)のホモ接合体について,そのphenotypeの特徴を明らかとした。
(3)膜糖蛋白異常を伴うband3とglycophorin Aの合併異常症の病態を明らかとした。
(4)Band3 Okinawaについて4種の遺伝子異常を同定した。
4.赤血球膜蛋白の発現と膜構造の形態形成に関する研究:
赤血球膜の形態形成は,spectrin,glycophorin,band3の発現に始まり,band4.1を経て,band4.2の発現・組み込みを待って完成することを明らかにした。
5.遺伝性楕円赤血球症について:
(1)β-spectrin Nagoyaの病因遺伝子を同定した。
(2)本症の病因としてのband4.1欠損症(4.1(-)Madrid)について電顕的に検索し,その膜病態を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Yawata,Y.: "Electron microscopic evidence of impaired intramembrane particles and of instability of cytoskeletal network in band 4.2 deficiency in human red cells." Cell Motil.Cytoskeleton. 33. 95-105 (1996)
• [Publications] Inaba,M.: "Defective anion transport and marked spherocytosis with membrane instability caused by hereditary total deficiency of red cell band 3 due to a nonsense mutation." J.Clin.Invest.97. 1804-1817 (1996)
• [Publications] Golan,D.E.: "Control of band 3 lateral and rotational mobility by band 4.2 in intact erythrocytes : Release of band 3 oligomers from low-affinity binding sites." Biophys.J.70. 1534-1542 (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Pratial deficiency of band 4.2 due to its impaired binding to a mutated band 3 in a homozygote of band 3 Fukuoka (130GGA→AGA : Gly→Arg)." Brit.J.Haematol.93(suppl.2). 199- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Band 4.2 doublet Nagano : A trait with 72kD and 74kD peptides of red cell band 4.2 in equal amount, and with increased red cell membrane cholesterol and phosphatidylcholine." Brit.J.Haematol.93(suppl.2). 199- (1996)
• [Publications] Maillet,P.: "A stop codon in exon 30 of β-spectrin gene associated with hereditary elliptocytosis in spectrin Nagoya." Human Mutation. 8・4. 366-368 (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Striking disruption of skeletal meshwork in situ with clustered ankyrin and spectrins and uneven distribution of intramembrane particles in complete protein 4.1 deficiency in 4.1(-) Madrid." Blood. 88・10(suppl.1). 5a- (1996)
• [Publications] Kanzaki,A.: "A novel combined anomaly of band 3 and glycophorin A : Their decreased glycosylation, impaired anion transport, markedly disrupted skeletal network with decreased deformability, and umcompensated hereditary stomatocytosis with normal band 3 gene and mutated(L 751) glycophorin A gene." Blood. 88・10(suppl.1). 3a- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Posttranslational modification of protein 4.2 : A protein 4.2 doublet Nagano with its 72 and 74 kDs." Blood. 88・10(suppl.1). 8b (1996)
• [Publications] Inoue,T.: "Even partial deficiency of protein 4.2 is critical for integrity of skeletal network in situ and intramembrane particles in a homozygous band 3 Fukoka(G130R) with its impaired binding to protein 4.2." Blood. 88・10(suppl.1). 5b- (1996)
• [Publications] Yawata.Y.: "Novel evidence of binding of red cell membrane protein band 4.2 to spectrins critical for the final membrane assembly and membrane stability." Proceedings of the International Symposium on Membrane Proteins : Structure, Function and Expression Control. 87- (1996)
• [Publications] Kanzaki,A.: "The completion of whole assmbly of red cell membrane structure by the latest expression of band 4.2 with five isoforms among membrane proteins at the terminal erythroid maturaion." Proceedings of the International Symposium on Membrane Proteins : Structure, Function and Expression Control. 88- (1996)
• [Publications] Yawata,A.: "A markedly disrupted skeletal network with abnormally distributed intramembrane particles in complete protein 4.1 deficient red cells(allele 4.1 Madrid) : Impllcations regarding a critical role of protein 4.1 in maintenance of the integrity of the red cell membrane." Blood. (in press). (1997)
• [Publications] Kanzaki,A.: "Total absence of protein 4.2 and partial deficiency of band 3 in hereditary spherocytosis : Compound heterozygosity for band 3 Okinawa and band 3 Fukuoka." Brit.J.Haematol.96(in press). (1997)
• [Publications] 八幡義人: "わが国の赤血球膜異常症:遺伝生化学的・分子電顕学的・細胞生物学的解析" Angle. 8. 1-27 (1996)
• [Publications] 八幡義人: "赤血球膜構造蛋白の遺伝子・発現とその病態" 日本臨牀. 54・9. 2348-2363 (1996)
• [Publications] 神崎暁郎: "赤血球膜異常症" 治療. 78・8. 2737-2742 (1996)
• [Publications] 八幡義人: "赤血球の膜異常と酵素異常" カレントテラピー. 14・4. 577-584 (1996)
• [Publications] 八幡義人: "わが国の赤血球膜異常症:その特質と診断(in press)" 臨床病理. (1997)
• [Publications] 八幡義人: "溶血性貧血-最近の知見:赤血球膜異常症を中心に(in press)" 日本内科学会雑誌. (1997)
• [Publications] 賀来万由美: "赤血球膜蛋白band4.2異常症(P4.2doublet):赤血球膜脂質異常を伴い,摘脾後赤血球増多を示した一家系" Int.J.Hematol.63(suppl1). 244- (1996)
• [Publications] 竹園雅美: "赤血球膜蛋白band4.2とband3複合欠損型を示す遺伝性球状赤血球症(Band 3 Okinawa)の一家系" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 井上孝文: "赤血球膜band4.2部分欠損症を伴ったband3異常症(band3 Fukuoka)における赤血球膜病態の生化学的・電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 八幡愛弓: "赤血球膜蛋白band4.2のspectrin結合による骨格蛋白網上の局在の生化学的・免疫電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 神崎暁郎: "赤血球膜形態形成と構築における膜蛋白band4.2の意義に関する遺伝生化学的電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 賀来万由美: "赤血球膜蛋白band4.2異常症(P4.2doublet):摘脾後赤血球膜増多を示し,赤血球膜脂質異常を伴った一家系" 生化学. 68・7. 1147- (1996)
• [Publications] 竹園雅美: "Band3およびGlycophorin Aの糖鎖異常を伴った先天性溶血性貧血症例におけるそれらの膜糖蛋白の生化学的,電顕的検討および遺伝子解析" 生化学. 68・7. 1147- (1996)
• [Publications] 八幡愛弓: "Band4.1の意義:Band4.1完全欠損症(4.1Madrid)における赤血球細胞骨格蛋白網およびband3粒子の膜in situ状態の検索" 生化学. 68・7. 1147- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Atlas of Blood Diseases : Cytology and Histology" Dunitz Publishing Co. (London, UK), 1-201 (1996)
• [Publications] 八幡義人: "「膜異常による溶血性貧血(分担)」内科学(第6版)" 朝倉書店(東京), 1670-1683 (1996)
• [Publications] 八幡義人: "「赤血球膜と異常症(分担)」専門医のための血液学レビュー'97" 総合医学社(東京)(印刷中), (1997)
• [Publications] 八幡義人: "「赤血球膜の構造・機能(分担)」内科学教科書" 文光堂(東京)(印刷中), (1997)
• [Publications] 八幡義人: "「溶血性貧血(分担)」新臨床内科学(第7版)" 医学書院(東京)(印刷中), (1997)