次世代シークエンサーによる新しい多発性嚢胞腎診療

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15467
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 蘇原 映誠 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (90510355)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 多発性嚢胞腎 / ゲノム / 次世代シークエンサー

Outline of Annual Research Achievements

遺伝性嚢胞性腎疾患の原因遺伝子は多岐にわたり、遺伝学的に正確な診断や診療方針を決めるためにも遺伝子診断は重要である。今回、私たちは次世代シークエンサーにおける嚢胞性腎疾患遺伝子診断パネルを構築した。Human Gene Mutation Databaseや過去の報告、専門家の意見をもとに常染色体優性多発性嚢胞腎や常染色体劣性多発性嚢胞腎、ネフロン癆を含む9つの嚢胞性腎疾患の原因遺伝子70個を対象としたRNAプローブライブラリーを作成した（アジレント・テクノロジー社）。シークエンスにはMiSeq（イルミナ社）を使用した。変異解析にはBWA、SAMtools、GATK、VEPおよびGEMINIソフトウェアを用い、CONTRAにてコピー数多型解析を行った。臨床的に遺伝性嚢胞性腎疾患と診断された患者を解析し、PKD1遺伝子変異を21例（うち新規変異14例）、PKD2遺伝子変異を5例（うち新規変異4例）、PKHD1およびCEP290の複合ヘテロを1例ずつ認め、嚢胞性腎疾患関連遺伝子を網羅的に解析可能な診断パネルは有用であることが示唆された。嚢胞性腎疾患患者に限っても、すでに78名の解析を施行し、新規PKD1/PKD2遺伝子変異を14変異検出しただけではなく、ARPKD症例, NPHP症例、Joubert症候群症例などの遺伝学的診断を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

次世代シークエンサーによるPKDパネル作成が完成しており、アメリカ腎臓学会に発表。さらに、すでに臨床研究がスタートしている状況であるため。

Strategy for Future Research Activity

すでに我々は、画像診断上ADPKDとされるべき症例の中にNPHPやARPKDなどが混在していることを発見しており、孤発例や非典型例に注目しつつNGS診断パネルを用いた遺伝子診断を重ね、遺伝子プロファイル作成を行う。また、PKD1/PKD2に変異がない症例は随時、全エクソン解析を行うことで、新規PKD原因遺伝子を明らかする。さらに東京医科歯科大学腎臓内科とその関連18施設でのトルバプタン使用症例は60例を超えており、すでに当該関連施設との多施設共同コホート研究を5報報告しており(BMC Nephrol. 2013,Clin Exp Nephrol. 2016x3報など)、同様に多施設共同研究としてこれらについてもNGS診断を行い、遺伝子データを包括するトルバプタン使用症例レジストリを作成し、後述の遺伝学的バイオマーカー開発につなげていく。また、組織サンプルを活用し、体細胞変異についても検討を進めていく。

Research Products

• [Journal Article] KLHL3 Knockout Mice Reveal the Physiological Role of KLHL3 and the Pathophysiology of Pseudohypoaldosteronism Type II Caused by Mutant KLHL3. (2017)
  • Author(s): Sasaki E, Susa K, Mori T, Isobe K, Araki Y, Inoue Y, Yoshizaki Y, Ando F, Mori Y, Mandai S, Zeniya M, Takahashi D, Nomura N, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Mol Cell Biol. Volume: 37 Pages: e00508-16.
  • DOI: 10.1128/MCB.00508-16.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Impaired degradation of medullary WNK4 in the kidneys of KLHL2 knockout mice. (2017)
  • Author(s): Kasagi Y, Takahashi D, Aida T, Nishida H, Nomura N, Zeniya M, Mori T, Sasaki E, Ando F, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 未 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.04.068.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Comprehensive genetic testing approach for major inherited kidney diseases, using next-generation sequencing with a custom panel. (2017)
  • Author(s): Mori T, Hosomichi K, Chiga M, Mandai S, Nakaoka H, Sohara E, Okado T, Rai T, Sasaki S, Inoue I, Uchida S.
  • Journal Title: Clin Exp Nephrol. Volume: 21 Pages: 63-75
  • DOI: 10.1007/s10157-016-1252-1.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Salt suppresses IFNγ inducible chemokines through the IFNγ-JAK1-STAT1 signaling pathway in proximal tubular cells. (2017)
  • Author(s): Arai Y, Takahashi D, Asano K, Tanaka M, Oda M, Ko SBH, Ko MSH, Mandai S, Nomura N, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Pages: 46580
  • DOI: 10.1038/srep46580.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] WNK4 is an Adipogenic Factor and Its Deletion Reduces Diet-Induced Obesity in Mice. (2017)
  • Author(s): Takahashi D, Mori T, Sohara E, Tanaka M, Chiga M, Inoue Y, Nomura N, Zeniya M, Ochi H, Takeda S, Suganami T, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: EBioMedicine. Volume: 18 Pages: 118-127
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2017.03.011.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Calcineurin inhibitors block sodium-chloride cotransporter dephosphorylation in response to high potassium intake. (2017)
  • Author(s): Shoda W, Nomura N, Ando F, Mori Y, Mori T, Sohara E, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: Kidney Int. Volume: 91 Pages: 402-411
  • DOI: 10.1016/j.kint.2016.09.001.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Loop diuretics affect skeletal myoblast differentiation and exercise-induced muscle hypertrophy. (2017)
  • Author(s): Mandai S, Furukawa S, Kodaka M, Hata Y, Mori T, Nomura N, Ando F, Mori Y, Takahashi D, Yoshizaki Y, Kasagi Y, Arai Y, Sasaki E, Yoshida S, Furuichi Y, Fujii NL, Sohara E, Rai T, Uchida S.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Pages: 46369
  • DOI: 10.1038/srep46369.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wnt5a induces renal AQP2 expression by activating calcineurin signalling pathway. (2016)
  • Author(s): Ando F, Sohara E, Morimoto T, Yui N, Nomura N, Kikuchi E, Takahashi D, Mori T, Vandewalle A, Rai T, Sasaki S, Kondo Y, Uchida S.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 13636
  • DOI: 10.1038/ncomms13636.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Development of a Customized Diagnostic Panel for Targeted Exome Sequencing of Polycystic Kidney Diseases. (2016)
  • Author(s): Fujimaru T, Mori T, Mandai S, Chiga M, Kikuchi H, Ando F, Mori Y, Nomura N, Naito S, Okado T, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Organizer: The 49th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-18 – 2016-11-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Targeted Metabolomic Analysis of Kidney from the Subtotal Nephrectomy Mouse Model of Chronic Kidney Disease. (2016)
  • Author(s): Kikuchi H, Nomura N, Minamishima Y, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Organizer: The 49th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-18 – 2016-11-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Generation and Analysis of KLHL3 Knockout Mice. (2016)
  • Author(s): Sasaki E, Susa K, Mori T, Isobe K, Araki Y, Inoue Y, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • Organizer: The 49th Annual Meeting of American Society of Nephrology
  • Place of Presentation: Chicago（米国）
  • Year and Date: 2016-11-18 – 2016-11-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腎性尿崩症治療を目指したAQP2 細胞内局在制御機構の解明 (2016)
  • Author(s): 蘇原映誠
  • Organizer: 第43回日本神経内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松コングレスセンター（静岡県、浜松市）
  • Year and Date: 2016-10-15 – 2016-10-15
  • Invited
• [Presentation] 次世代シークエンサーを用いた遺伝性腎疾患の解析. (2016)
  • Author(s): 蘇原映誠, 森崇寧, 内田信一
  • Organizer: 第４６回日本腎臓学会東部学術大会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル京王プラザホテル（東京都、新宿区）
  • Year and Date: 2016-10-08 – 2016-10-08
  • Invited
• [Presentation] 次世代シークエンサー時代の高血圧研究の実際 (2016)
  • Author(s): 蘇原映誠
  • Organizer: 第３９回日本高血圧学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県、仙台市）
  • Year and Date: 2016-10-01 – 2016-10-01
  • Invited