2016 Fiscal Year Research-status Report
遺伝性不整脈の新規原因遺伝子検索およびゼブラフィッシュを用いた不整脈重症度評価（国際共同研究強化）
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15KK0302
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
林 研至 金沢大学, 附属病院, 助教 (00422642)
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2016 – 2018
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| Keywords | 遺伝性不整脈 / 次世代シークエンサー / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、（１）従来の遺伝子解析法で変異が同定されなかった遺伝性不整脈家系に対し、全エクソーム解析を行うこと、（２）従来の機能解析に加え、ゼブラフィッシュ胚が遺伝性不整脈の重症度評価法に有用かどうか明らかにすることを目的とした。
(1) については、遺伝性不整脈78症例に対して次世代シークエンサーによる全エクソーム解析あるいは拡大候補遺伝子解析を行なった。先天性QT延長症候群（LQTS）31症例のうち17例に遺伝子変異を見出し、若年発症徐脈20症例のうち、6例に遺伝子変異を見出した。また、Type 1 Brugada症候群20症例、特発性心室細動7症例対して解析を行なっている。
(2) については、従来の機能解析として、イオンチャネルの遺伝子変異(LQTS14変異、若年発症徐脈3変異)に対し、パッチクランプ法による細胞電気生理学的評価を行なった。若年発症徐脈2症例より見出されたLMNA遺伝子変異は非イオンチャネル遺伝子であり、ゼブラフィッシュによる機能解析を試みた。Crispr/Cas9システムを用いてヒトLMNA遺伝子のホモログであるゼブラフィッシュlmna遺伝子に変異を導入し、心拍数、心機能、光学マッピングによる刺激伝導速度の評価を行なった。lmna遺伝子変異をもつゼブラフィッシュでは心拍数の有意な低下および心室内伝導速度の有意な低下を認めた。また、心機能評価を行なったところ、変異を有するゼブラフィッシュにおいて左室駆出率および心拍出量の有意な低下を認めた。このようにLMNA遺伝子改変ゼブラフィッシュは、症例の臨床的特徴を忠実に再現していた。また、若年発症徐脈1例より、未知のgene XのPTVを見出した。本遺伝子の病的意義を評価するため、gene Xのホモログをモルフォリノを用いてノックダウンしたところ、モルフォリノの用量依存的にゼブラフィッシュ胚の心拍数の低下を認めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H28年度の研究目標のうち、(1) 従来の遺伝子解析法で変異が同定されなかった遺伝性不整脈家系に対し、全エクソーム解析を行うことについては、これまで集積した検体があり、それらに対してまとめて解析することができた。一定の研究成果が得られ、おおむね順調に経過していると考えられる。もう一方の研究目標である(2) 従来の機能解析に加え、ゼブラフィッシュ胚が遺伝性不整脈の重症度評価法に有用かどうか明らかにすることについては、H28年度前半にパッチクランプを行い、後半に米国ボストンでゼブラフィッシュを用いた機能解析を行なった。一定の研究成果が得られ、おおむね順調に経過していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き遺伝性不整脈家系を集積し、次世代シークエンサーを用いて遺伝子解析を行い、遺伝子多型の病原性を決定する。見出された遺伝子変異について動物培養細胞およびゼブラフィッシュを用いて詳細に機能評価を行なう。新規疾患原因遺伝子の発見、不整脈の新しい発症メカニズムの解明を目指す。今後の研究として、Crispr/Cas9システムを用いてゼブラフィッシュ遺伝性不整脈疾患モデルを作成し、疾患の重症度評価、適切な治療法の確立、新規治療薬の開発を目指す。なお、ゼブラフィッシュのゲノム編集および機能評価についてブリガムアンドウイメンズ病院循環器内科のDr. Calum Macraeと共同で行なっていく予定である。
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[Journal Article] The genetics underlying acquired long QT syndrome: impact for genetic screening.2016
Author(s)
Itoh H, Crotti L, Aiba T, Spazzolini C, Denjoy I, Fressart V, Hayashi K, Nakajima T, Ohno S, Makiyama T, Wu J, Hasegawa K, Mastantuono E, Dagradi F, Pedrazzini M, Yamagishi M, Berthet M, Murakami Y, Shimizu W, Guicheney P, Schwartz PJ, Horie M.
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Journal Title
Eur Heart J.
Volume: 37
Pages: 1456-64
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Impact of Updated Diagnostic Criteria for Long QT Syndrome on Clinical Detection of Diseased Patients: Results from Study of Patients Carrying Gene Mutations.2016
Author(s)
Hayashi K, Konno T, Fujino N, Itoh H, Fujii Y, Imi-Hashida Y, Tada H, Tsuda T, Tanaka Y, Saito T, MD, Ino H, Kawashiri M, Ohta K, Horie M, Yamagishi M.
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Journal Title
JACC: Clinical Electrophysiology.
Volume: 2
Pages: 279-287
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Exome Sequencing for Patients with Early-onset Cardiac Conduction Diseases2017
Author(s)
Kenshi Hayashi, Akihiro Nomura, Yoshihiro Asano, Noboru Fujino, Kenji Sakata, Tetsuo Konno, Hayato Tada, Toyonobu Tsuda, Ryota Teramoto, Yoji Nagata, Yoshihiro Tanaka, Masa-aki Kawashiri, Calum MacRae, Seiji Takashima, Masakazu Yamagishi
Organizer
The 81st Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
Place of Presentation
Kanazawa
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-19
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[Presentation] Mechanisms of Fever-induced QT Prolongation in Patients with KCNH2 Mutations in the S5-pore Region: Evidence from Genotypic and Functional Analyses2016
Author(s)
Kenshi Hayashi, Tadashi Nakajima, Yasutaka Kurata, Shoichi Tange, Noboru Fujino, Kenji Sakata, Tetsuo Konno, Toyonobu Tsuda, Yoji Nagata, Ryota Teramoto, Yoshihiro Tanaka, Takekatsu Saito, Masa-aki Kawashiri, Kunio Ohta, Yoshiaki Kaneko, Masahiko Kurabayash, Masakazu Yamagishi
Organizer
AHA2016
Place of Presentation
New Orleans, LA
Year and Date
2016-11-12 – 2016-11-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Updated Diagnostic Criteria for Long QT Syndrome2016
Author(s)
Kenshi Hayashi, Tetsuo Konno, Noboru Fujino, Hideki Itoh, Yusuke Fujii, Yoko Imi-Hashida, Hayato Tada, Toyonobu Tsuda, Yoshihiro Tanaka, Takekatsu Saito, Hidekazu Ino, Masa-aki Kawashiri, Kunio Ohta, Minoru Horie, Masakazu Yamagishi.
Organizer
APHRS 2016
Place of Presentation
Seoul, Korea
Year and Date
2016-10-12 – 2016-10-15
Int'l Joint Research
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