成人発症II型シトルリン血症の分子遺伝学と病因病態解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470518
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 小林 圭子 鹿児島大学, 医学部, 助教授 (70108869)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯島 幹雄 鹿児島大学, 医学部, 助手 (00305111) ; 佐伯 武頼 鹿児島大学, 医学部, 教授 (10056070)
• Keywords: citrin / SLC25A13 / aspartate glutamate carrier / II型シトルリン血症 / 新生児肝内胆汁うっ滞症 / argininosuccinate synthetase / 高アンモニア血症 / urea cycle

Research Abstract

肝臓特異的argininosuccinate synthetase蛋白の低下に基づく成人発症II型シトルリン血症(CTLN2)は、発症後急速に死に至ることが多い予後不良の難病である。本研究の目的は、CTLN2の責任遺伝子として発見した新規遺伝子SLC25A13産物、citrin、の機能や役割を明らかにし、citrin欠損症の発症機構を解明し、診断法の確立と治療・予防法の開発を目指すものである。
本年度の研究実績を列挙する。
1.NICCDの発見:多くの小児科医との共同研究で、特発性新生児肝炎症例にSLC25A13遺伝子変異を発見し、CTLN2の新生児期における病態を明らかにした。肝内胆汁うっ滞性黄疸、多種アミノ酸血症、低蛋白血症、脂肪肝など多彩な症状を呈することから、NICCD(neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency)と命名した。NICCD症状は1歳前後で消失するので、欠損するcitrinの機能を代償する機構の働きでみかけ上健康に過ごし、代償不全によりCTLN2発症に至ると考えている。
2.変異解析と診断法の開発:2種の新規変異を同定し、既知変異と合わせて9種の変異に対する、迅速・多種変異同時検出・多検体処理可能な、マルチ診断法を開発した。それは、GeneScanとSNaPshotを組み合わせて、genetic analyzerで変異を検出する方法である。120例のCTLN2と70例のNICCDを診断した。インフオームドコンセントを受けた健常者1372人の検索で、20人の保因者を認め、SLC25A13変異ホモ接合体が高頻度(2万人に1人)に存在することを見いだした。
3.Citrinの機能:Ca-binding mitochondrial solute carrierであるcitrinおよびその類似蛋白であるaralarが、ミトコンドリア内膜に局在するaspartate glutamate carrier(AGC)であることを、イタリアとスペインのグループとの共同研究で明らかにした。AGCは、(1)細胞質へaspartateを供給する重要な役割があり、(2)malate aspartate shuttleを構成して還元当量(NADH)のmitochondriaへの輸送に関わり、代謝の要にある。このAGCとしてのcitrinの機能から、NICCDやCTLN2の多彩な肝臓特異的症状発症は部分的に説明可能となってきた。さらに、代償機構に関わる代謝系も推測できる段階になってきたので、2種のcitrin欠損マウスにおける病態解析も含めて、今後研究を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Kasahara M, Ohwada S, et al.: "Living-related liver transplantation for type II citrullinemia using a graft from heterozygote donor"Transplantation. 71. 157-159 (2001)
• [Publications] Ohura T, Kobayashi K, et al.: "Neonatal presentation of adult-onset type II citrullinemia"Hum.Genet.. 108. 87-90 (2001)
• [Publications] Maruyama H, Ogawa M et al.: "Citrullinemia type II in a 64-year-old man with fluctuating serum citrulline levels"J. Neurol Sci.. 182. 167-170 (2001)
• [Publications] Tazawa Y, Kobayashi K, et al.: "Infantile cholestatic jaundice associated with adult-onset type II citrullinemia"J. Pediatr.. 138. 735-740 (2001)
• [Publications] Tomomasa T, Kobayashi K, et al.: "Possible clinical and histologic manifestations of adult-onset type II citrullinemia in early infancy"J. Pediatr.. 138. 741-743 (2001)
• [Publications] Hwu W-L, Kobayashi K, et al.: "A Chinese adult-onset type II citrullinemia patient with 851del4/1638ins23 mutations in SLC25A13 gene"J. Med. Genet.. 38. E23 (2001)
• [Publications] Iijima M, Jalil MA, et al.: "Pathogenesis of adult-onset type II citrullinemia caused by deficiency of citrin, a mitochondrial solute carrier protein : tissue and subcellular localization of citrin"ADV. Enzyme Regul.. 41. 325-342 (2001)
• [Publications] Ban K, Sugiyama N, et al.: "A pediatric patient with classical citrullinemia who underwent living related partial transplantation"Transplantation. 71. 1495-1497 (2001)
• [Publications] Tsuboi Y, Fujino Y, et al.: "High serum pancreatic secretory trypsin inhibitor before onset of type II citrullinemia"Neurology. 57. 933 (2001)
• [Publications] Vilaseca MA, Kobayashi K, et al.: "Phenotype and genotype heterogeneity in Mediterranean citrullinemia"Mol. Genet. Metab.. 74. 396-398 (2001)
• [Publications] Palmieri L, Pardo B, et al.: "Citrin and aralar1 are Ca^<2+>-stimulated aspartate/glutamate transporters in mitochondria"EMBOJ.. 20. 5060-5069 (2001)
• [Publications] Ikeda S, Yazaki M, et al.: "Type II (adult-onset) citrullinaemia : clinical pictures and the therapeutic effect of liver transplantation"J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 71. 663-670 (2001)
• [Publications] Maruyama H, Ogawa M, et al.: "Citrullinemia type II in a 64-year-old man with fluctuating serum citrulline levels : mutations in the SLC25A13 gene"J. Neurol. Sci.. 193. 63 (2001)
• [Publications] Yamaguchi N, Kobayashi K, et al.: "Screening of SLC25A13 mutations in early and late onset patients with citrin deficiency and in the Japanese population : identification of two novel mutations and establishment of multiple DNA diagnosis methods for nine mutations"Hum. Mutat.. 19. 122-130 (2002)
• [Publications] Oshiro S, Kochinda T, et al.: "A patient with adult-onset type II citrullinemia on long-term hemodialysis : reversal of clinical symptoms and brain MRI findings"Am. J. Kidney Dis.. 39. 189-192 (2002)
• [Publications] Naito E, Ito M, et al.: "Type II citrullinemia (citrin deficiency) in a neonate with hypergalactosemia detected by mass scrrening"J. Inherit. Metab. Dis.. (in press). (2002)
• [Publications] Begum L, Jalil MA, et al.: "Expression of three mitochondrial solute carriers, citrin, aralar1 and ornithine transporter, in relation to urea cycle in mice"Biochim. Biophys. Acta. (in press). (2002)
• [Publications] Saheki T, Kobayashi et al.: "Pathogenesis and pathophysiology of citrin (a mitochondrial aspartate glutamate carrier) deficiency"Metab. Brain Dis.. (in press). (2002)
• [Publications] 小林圭子, 安田智嗣: "シトルリン血症とその遺伝子診断"検査と技術. 29. 302-304 (2001)
• [Publications] 小林圭子, 佐伯武頼: "Citrin欠損症(基礎): SLC25A13遺伝子変異がもたらす疾患とその病態"日本マス・スクリーニング学会誌. 11. 17-22 (2001)
• [Publications] 大浦敏博, 虻川大樹: "Citrin欠損症(臨床):新生児マススクリーニングを契機に発見されたCitrin欠損による新生児肝内胆汁うっ滞症:9症例の臨床像の検討"日本マス・スクリーニング学会誌. 11. 23-27 (2001)