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

2002 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 / 成人発症II型シトルリン血症 / 新生児肝炎 / 肝内胆汁うつ滞症 / Argininosuccinate synthetase / 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の産物、citrin、の機能や役割を明らかにし、citrin欠損症の発症機構の解明、病態の把握、診断法の確立を図り、治療・予防法の開発を目指すものである。
本年度の研究成果を列挙する。
1.CTLN2の新生児期病態として命名したNICCD(neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency)を発見して3年程であるが、これまでに100例を超えるNICCD症例を診断してきた。そのうち約4割の症例は新生児マススクリーニングでMethionine, Phenylalanineあるいはgalactose高値を示し、残りの症例は生後3ヵ月頃に遷延性黄疸、体重増加不良などで発見されている。
2.これまでCTLN2は日本に多い疾患と考えられてきたが、遺伝子の発見後国外の臨床施設との共同研究により、citrin欠損症が日本に限られた疾患でないことを明らかにした。3例の中国人CTLN2症例、1例の中国人NICCD症例、1例のベトナム人NICCD症例では、日本人症例と同じ変異が検出された。さらに、パレスチナ人およびユダヤ人のNICCD症例2例においては、日本人症例にはない新規変異(exon15のduplication-insertionおよびmissense)を同定した。
3.SLC25A13遺伝子上に、これまで18種の変異を同定してきた。多発する変異を含む12種について、東アジア諸国の一般集団における頻度検索を試みたところ、保因者が高頻度(日本:1/70、中国:1/40、台湾:1/90、韓国:1/50)に認められた。これから計算すると、変異ホモ接合体は1-2万人に1人の割合で(東アジアの人口を15億と見なすと、約10万人)存在することになる。
4.Citrinの機能(mitochondrial aspartate glutamate carrier、malate aspartate shuttleの一員)が判明し、NADH/NAD比が上昇すると考えられるCTLN2の治療において、従来の高アンモニア血症対症療法が見直されはじめてきた(低蛋白食つまり高糖質と高カロリー食は危険である)。
5. Citrin遺伝子ノックアウト(KO)マウスの作成に成功したが、ヒトcitrin欠損症(CTLN2やNICCD)症状は認められず、何が異なるのかを今後検討する予定である。一方、citrinのAGC isoformであるaralar-KOマウスは、3-4週齢には死亡するという顕著なphenotypeを示し、現在さらに詳細な病態解析を行っている。

Research Products

• [Publications] Naito E, Ito M, et al.: "Type II citrullinaemia (citrin deficiency) in a neonate with hypergalactosaemia detected by mass screening"J Inherit Metab Dis. 25. 71-76 (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. 1574. 283-292 (2002)
• [Publications] Saheki T, Kobayashi K.: "<Minireview>Mitochondrial aspartate glutamate carrier (citrin) deficiency as the cause of adult-onset type II citrullinemia (CTLN2) and idiopathic neonatal hepatitis (NICCD)"J Hum Genet. 47. 333-341 (2002)
• [Publications] Takashima Y, Koide M, et al.: "Recovery from marked altered consciousness in a patient with adult-onset type II citrullinemia diagnosed by DNA analysis and treated with a living related partial liver transplantation"Intern Med. 41. 555-560 (2002)
• [Publications] Ben-Shalom E, Kobayashi K, et al.: "Infantile citrullinemia caused by citrin deficiency with increased dibasic amino acids"Mol Genet Metab. 77. 202-208 (2002)
• [Publications] Tamamori A, Okano Y, et al.: "Neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency : severe hepatic dysfunction in an infant requiring liver transplantation"Eur J Pediatr. 161. 609-613 (2002)
• [Publications] Saheki T, Kobayashi K, et al.: "Pathogenesis and pathophysiology of citrin (a mitochondrial aspartate glutamate carrier) deficiency"Metab Brain Dis. 17. 335-346 (2002)
• [Publications] Ruitenbeek W, Kobayashi K, et al.: "Moderate citrullinemia without hyperammonemia in a child with mutated and deficient argininosuccinate synthetase"Ann Clin Biochem. 40. 102-107 (2003)
• [Publications] Imamura Y, Kobayashi K, et al.: "Effectiveness of carbohydrate-restrilcted diet ans arginine granules therapy for adult-onset type II citrullinemia : a case report of siblings showing homozygous SLC25A13 mutation with and without the disease"Hepatol Res. (in press). (2003)
• [Publications] Ohura T, Kobayashi K, et al.: "A novel inborn error of metabolism detected elevated methionine and/or galactose in newborn screening : neonatal intrahepatic cholestasis caused by citrin deficiency"Eur J Pediatr. (in press). (2003)
• [Publications] Gao H-Z, Kobayashi K, et al.: "Identification of 16 novel mutations in the arpininosuccinate synthetase gene and genotype-phenotype correlation in 38 classical citrullinemia patients"Hum Mutat. (in press). (2003)
• [Publications] 小林圭子, 佐伯武頼: "成人発症II型シトルリン血症責任遺伝子の発見、遺伝子産物Citrinの機能解明、ならびにその欠損症の多彩な病態"臨床細胞分子遺伝(Cytomolecular Genetics). 7. 10-15 (2002)
• [Publications] 佐伯武頼, 小林圭子: "成人発症II型シトルリン血症(CTLN2)の責任遺伝子発見および病因からみた病態解析・治療法の開発"肝臓病学の進歩. 28. 1-9 (2002)
• [Publications] 星 奈美子, 迎 慎二ほか: "経口アルギニン製剤にて高アンモニア血症と脳症の改善が認められた成人発症II型シトルリン血症の1例"肝臓. 43. 492-497 (2002)
• [Publications] 佐伯武頼, 小林圭子: "成人発症II型シトルリン血症モデルマウス"医学のあゆみ. 204. 415-418 (2003)
• [Publications] Kobayashi K, Saheki T.: "Membrane Transporter Diseases : Molecular Basis of Inherited Transport Defects"Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (in press). (2003)
• [Publications] 小林圭子, 佐伯武頼: "タンパク質化学「イソメラーゼ・リガーゼ」"廣川書店(in press). (2003)