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2020 Fiscal Year Annual Research Report

メカニカルストレス病の原因遺伝子の同定

Research Project

Project/Area Number 18H02932
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

池川 志郎  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (30272496)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾崎 浩一  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, メディカルゲノムセンター, 部長 (50373288)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsメカニカルストレス病 / 原因遺伝子 / 骨系統疾患 / 骨硬化症
Outline of Annual Research Achievements

破骨細胞のマスター遺伝子の一つであるTNFRSF11A(RANK)遺伝子の両アレルの機能喪失変異によって起こる dysosteosclerosis(異骨骨硬化症)の新たな症例を発見し(Xue et al. J Hum Genet, 2020)、TNFRSF11A のSplicing isoformに対する変異の効果によって、osteopetrosis(大理石病)と区別される TNFRSF11A-associated dysosteosclerosisの疾患概念を打ち立てた(Xue et al. J Bone Miner Metab 2020)。
これまでに知られていなかった新たなタイプの骨の難病「Craniotubular dysplasia, Ikegawa type (Ikegawa型頭蓋管状骨異形成症)」を発見し、その臨床像・X線像を明らかにした。さらに、全エキソーム解析により、その原因遺伝子TMEM53 (transmembrane protein 53)を同定した。TMEM53は核膜の外層に存在する膜タンパク質で、その機能は未知であった。ゲノム編集により作成したノックアウトマウスなどを用いた機能解析により、TMEM53はBMPシグナルをゲノムに伝達するリン酸化SMAD1/5/9が、細胞質から核内に移行するのを核膜孔で制御する"門番"の役目をしていること、そしてその制御機能不全が骨芽細胞など骨形成細胞の分化・増殖の異常を引き起こし、Craniotubular dysplasia, Ikegawa typeの多彩な表現型を作り出していることを示した(Guo et al. Nat Commun 2021)。
これらの成果を含む様々なヒトゲノム研究、疾患ゲノム研究の実績、及びその社会実装に関する諸活動に対し、研究代表者の池川志郎が第72回保健文化賞(個人賞)を受賞した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Expanding the phenotypic spectrum of TNFRSF11A-associated dysosteosclerosis: a case with intracranial extramedullary hematopoiesis2021

    • Author(s)
      Xue Jing-Yi、Simsek-Kiper Pelin O.、Utine Gulen Eda、Yan Li、Wang Zheng、Taskiran Ekim Z.、Karaosmanoglu Beren、Imren Gozde、Gocmen Rahsan、Nishimura Gen、Matsumoto Naomichi、Miyake Noriko、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 66 Pages: 607-611

    • DOI

      10.1038/s10038-020-00891-w

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deficiency of TMEM53 causes a previously unknown sclerosing bone disorder by dysregulation of BMP-SMAD signaling2021

    • Author(s)
      Guo Long、(他19名)、Ikegawa Shiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 2046-2046

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22340-8

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Large-scale genome-wide association study in a Japanese population identifies novel susceptibility loci across different diseases2020

    • Author(s)
      Ishigaki Kazuyoshi、(他28名)、Ikegawa Shiro、Kou Ikuyo、(他57名)、Kamatani Yoichiro
    • Journal Title

      Nature Genetics

      Volume: 52 Pages: 669~679

    • DOI

      10.1038/s41588-020-0640-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genetic disorders associated with the RANKL/OPG/RANK pathway2020

    • Author(s)
      Xue Jing-Yi、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • Journal Title

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      Volume: 39 Pages: 45~53

    • DOI

      10.1007/s00774-020-01148-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The third case of TNFRSF11A-associated dysosteosclerosis with a mutation producing elongating proteins2020

    • Author(s)
      Xue Jing-Yi、Wang Zheng、Smithson Sarah F.、Burren Christine P.、Matsumoto Naomichi、Nishimura Gen、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 66 Pages: 371~377

    • DOI

      10.1038/s10038-020-00831-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲノム医療と整形外科:パーソナルゲノム時代に取り残されないために2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      ちば 整形外科エキスパートカンファレンス 2020
    • Invited
  • [Presentation] 病気と遺伝:これからの医学・医療を理解するための基礎知識2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      愛媛大特別講義
  • [Presentation] 整形外科のゲノム医療:現在、過去、未来2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      第135回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会(教育研修講演)
    • Invited
  • [Presentation] 後縦靭帯骨化症のゲノム研究:過去・現在・未来2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Differential diagnosis of skeletal dysplasias and genetic skeletal disorders2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      Virtual APAC MPS Summit 2020 Webinar 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Genomic Study of Rare Diseases of Skeleton2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      India -Japan Webinar on "Rare Genetic Disorders" by Embassy of India
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Identification of novel disease genes and re-classification of dysosteosclerosis2020

    • Author(s)
      池川志郎
    • Organizer
      The 65th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics (English Symposium)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 研究室ホームページ(理化学研究所チームページ)

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/OA-team/index.html

  • [Remarks] 研究室ホームページ(理化学研究所研究室紹介)

    • URL

      https://www.riken.jp/research/labs/ims/bone_joint_dis/

  • [Remarks] 骨系統疾患コンソーシウム

    • URL

      http://www2.riken.jp/lab/OA-team/JSDC/

  • [Remarks] 保健文化賞

    • URL

      https://www.asahi.com/articles/DA3S14745016.html

  • [Remarks] 保健文化賞(理化学研究所ニュース)

    • URL

      https://www.ims.riken.jp/2021/01/004142.php

URL: 

Published: 2021-12-27  

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