2019 Fiscal Year Research-status Report
遺伝性不整脈の新規原因遺伝子の同定と不整脈発症機序の解明および有効治療薬の決定
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18K08100
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 章洋 金沢大学, 附属病院, 特任准教授 (30707542)
藤野 陽 金沢大学, 保健学系, 准教授 (40361993)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 遺伝性不整脈 / 網羅的遺伝子解析 / 機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝性不整脈である早期発症心臓刺激伝導障害の網羅的遺伝子解析を行い、病的遺伝子変異を見出すことを目的として研究を行った。早期発症心臓刺激伝導障害23症例に対し全エクソーム解析を行い、そのうち不整脈・心筋症に関連する117遺伝子を対象とし、米国臨床遺伝・ゲノム学会より報告されたガイドラインに基づいて見いだされた稀なバリアントの病原性を評価した。イオンチャネル遺伝子バリアントについてはパッチクランプ法を、非イオンチャネル遺伝子バリアントについてはゼブラフィッシュを用いた機能解析を行った。網羅的遺伝子解析の結果、26個の不整脈・心筋症関連遺伝子の極めて稀なバリアントを見出した。このうち、6個のイオンチャネル遺伝子バリアント（KCNH2バリアント1個, SCN5Aバリアント1個, SCN10Aバリアント4個）において発現電流の異常を認め、5つの非イオンチャネル遺伝子バリアント（LMNAバリアント3個, EMDバリアント2個）において、変異を導入したゼブラフィッシュ胚の心拍数低下、心筋伝導速度の低下を認めた。早期発症心臓刺激伝導障害23症例中11人（48％）において病的遺伝子変異を見出した。機能異常を認めた11バリアントのうち7バリアントはもともと重要性不明と判定されており、機能解析結果を考慮した結果、最終的にlikely pathogenicと判定された。機能解析は重要性不明に分類されたバリアントの病的意義を明らかにするため有用と考えられた。
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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
研究目標のうち、(1) 遺伝性不整脈家系に対し次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子解析およびゲノムインフォマティクスを行い、希少遺伝子変異を検索することについては、早期発症心臓刺激伝導障害23症例に対して解析することができた。 (2) 見いだされた希少遺伝子変異に対し、家族解析および動物培養細胞や遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いた機能解析を行った。米国臨床遺伝・ゲノム学会より報告されたガイドラインに基づいてバリアントの病原性を決定し、早期発症心臓刺激伝導障害症例の48％に病的遺伝子変異を有することを明らかにした。これらの研究成果をAHA Scientific sessions （2019年、シカゴ）、日本人類遺伝学会学術集会（2019年、長崎）で発表し、Cardiovasc Res誌に報告することができ、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、希少遺伝子変異を検索する。また、米国臨床遺伝・ゲノム学会より報告されたガイドラインに基づいて遺伝子変異の病原性を決定する。見出された遺伝子変異のうち、イオンチャネル遺伝子について動物培養細胞を用いて機能評価を行う。全エクソーム解析で見いだされた新規疾患原因遺伝子変異について、モルフォリノあるいはCrispr/Cas9システムを用いてゼブラフィッシュの遺伝子改変を行い、その病的意義を評価する。さらに、動物培養細胞や遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いて遺伝子変異による不整脈発症機序を明らかにしたうえで、発症機序に基づいた有効治療薬を探索し、決定する。機能解析のツールとしてiPS細胞を導入し、より正確かつ信頼性のある疾患モデルの構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
必要とする消耗品を購入するには足りない使用額であったため。
次年度の研究費とあわせて消耗品を購入する予定である。
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[Journal Article] Risk Factors associated with ischemic stroke in Japanese patients with nonvalvular atrial fibrillation.2020
Author(s)
Okumura K, Tomita H, Nakai M, Kodani E, Akao M, Suzuki S, Hayashi K, Sawano S, Goya M, Yamashita T, Fukuda K, Ogawa H, Tsuda T, Isobe M, Toyoda K, Miyamoto Y, Miyata H, Okamura T, Sasahara Y for the J-RISK AF Research Group.
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Journal Title
JAMA Network Open.
Volume: 3
Pages: e202881
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impact of cardiac myosin light chain kinase gene mutation on development of dilated cardiomyopathy.2019
Author(s)
Hodatsu A, Fujino N, Uyama Y, Tsukamoto O, Imai-Okazaki A, Yamazaki S, Seguchi O, Konno T, Hayashi K, Kawashiri MA, Asano Y, Kitakaze M, Takashima S, Yamagishi M.
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Journal Title
ESC Heart Fail.
Volume: 6
Pages: 406-415
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effect of hypertrophic cardiomyopathy on the prediction of thromboembolism in patients with nonvalvular atrial fibrillation.2019
Author(s)
Tsuda T, Hayashi K, Fujino N, Konno T, Tada H, Nomura A, Tanaka Y, Sakata K, Furusho H, Takamura M, Kawashiri MA, Yamagishi M; Hokuriku-Plus AF Registry Investigators.
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Journal Title
Heart Rhythm.
Volume: 16
Pages: 829-837
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Predictors for Exacerbating Kidney Function in Patients with Nonvalvular Atrial Fibrillation: The Hokuriku-plus AF Registry.2019
Author(s)
Kenshi Hayashi, Toyonobu Tsuda, Akihiro Nomura, Noboru Fujino, Atsushi Nohara, Hiroshi Furusho, Kenji Sakata, Takeshi Kato, Chiaki Nakanishi, Hayato Tada, Yoshihiro Tanaka, Masa-aki Kawashiri, Masakazu Yamagishi, Masayuki Takamura.
Organizer
Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society 2019
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[Presentation] Impact of functional studies on exome sequence variant interpretation in early-onset cardiac conduction system diseases2019
Author(s)
Kenshi Hayashi, Akihiro Nomura, Ryota Teramoto, Yoshihiro Asano, Noboru Fujino1, Hiroshi Furusho, Kenji Sakata, Takeshi Kato, Hayato Tada, Chiaki Nakanishi1, Toyonobu Tsuda1, Seiji Takashima, Masakazu Yamagishi, Masa-aki Kawashiri, and Masayuki Takamura
Organizer
The 64th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics
