2019 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of etiology of primary immunodeficiency by focusing on host susceptibility to specific pathogens
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19H03620
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
岡田 賢 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80457241)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小原 收 公益財団法人かずさDNA研究所, その他部局等, 副所長 (20370926)
津村 弥来 広島大学, 医系科学研究科(医), 研究員 (80646274)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 原発性免疫不全症 / メンデル遺伝型マイコバクテリア易感染症 / 慢性皮膚粘膜カンジダ症 / MSMD / CMC / STAT1 / RORγT / 脱リン酸化酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原発性免疫不全症（PID）は、宿主の免疫能が障害され、多彩な病原体に易感染性を示す遺伝性疾患である。PIDのなかでも、抗酸菌に選択的に易感染性を示すメンデル遺伝型マイコバクテリア易感染症（MSMD）と、カンジダに選択的に易感染性を示す慢性皮膚粘膜カンジダ症（CMC）に着目して研究を実施した。その結果、令和元年度に以下の研究実績を達成した。
1) マイコバクテリアに加えてウイルスに対して易感染性を示した患者で、STAT1の複合ヘテロ変異を同定した。患者末梢血単核球では、STAT1のmRNA、タンパク発現が著明に低下しており、STAT1完全欠損症と診断確定した。イントロン領域の変異に由来したSTAT1完全欠損症は世界初であり、同定した変異がスプライシングに影響を及ぼすことを証明することに成功した（論文投稿中）。本症における診断確定は、患者の診療方針決定にも貢献した。確定診断後、救命に造血幹細胞移植が必要と判断し、非血縁者間造血幹細胞移植を実施した。移植は成功し、諸症状が著明に改善し救命を得た（論文執筆中）。
2) CMCの約半数を占めるSTAT1機能獲得型（STAT1-GOF）変異の病態解明に取り組んだ。STAT1-GOF変異をノックインしたマウスを作製することで、疾患モデルマウスの作出を試みた。作出したマウスは、本症患者に類似した表現型を示すことを証明し論文報告した（論文報告：Int Immunol., DOI:10.1093/intimm/dxz079）。
3) MSMDとCMCを同時に発症する疾患の病態を明らかとするため、RORγT異常症に着目して研究に取りんだ。RORγT異常症の患者を2家系（2症例）同定することに成功した（世界で第4, 5家系に相当する）。貴重な症例で有り、患者検体を用いて本症の病態解明を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
マイコバクテリアとウイルスに対して易感染性を示すPID患者において、STAT1の複合ヘテロ変異を同定した。患者は、essential splicing部位の変異（128+2 T>G）に加えて、イントロン領域における変異（542-8 A>G）を保有していた。128+2 T>Gは父親由来、542-8 A>Gは母親由来であり、患者末梢血単核球では、STAT1のmRNA、タンパク発現が低下しており、IFN-γ, IFN-αに対する反応性の著しい障害が証明されたことより、STAT1完全欠損症と診断確定した。イントロン領域の変異に由来したSTAT1完全欠損症は世界初であった。さらに、Targeted RNA sequenceにより、患者で同定されたイントロン変異がスプライシングに影響を及ぼすことが証明された（論文準備中）。
STAT1-GOF変異が、過剰なSTAT1リン酸化を起こす分子病態を検討した。STAT1の脱リン酸化を担う脱リン酸化酵素（PTPN2）に着目して解析を行った結果、STAT1-GOF変異はPTPN2による脱リン酸化に抵抗性を示すことが明らかとなった。このことからSTAT1-GOF変異は、脱リン酸化が障害された結果、過剰なSTAT1リン酸化をきたすことが明らかとなった。並行して、STAT1-GOF変異をノックインしたマウスを作製することで、疾患モデルマウスの作出を試みた。作製したマウスは、IFN-γ刺激に対してSTAT1の過剰なリン酸化を示すとともに、Th17細胞の減少など、本症患者に類似した表現型を示した（論文報告：Int Immunol., DOI: 10.1093/intimm/dxz079）。
上記一連の研究成果に基づき、本課題は当初の計画以上に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
未診断のMSMD、CMC患者の募集が順調に進んでいる。これらの患者に対する全エクソーム解析、RNAシークエンスを併用した網羅的解析を継続し、新規責任遺伝子の同定を行う。これまでの検討で、IL17RC遺伝子の異常を持つCMC患者の同定に成功している。IL17RC異常症は、世界で3症例が同定されているのみの稀少疾患で有り、その病態解析を計画している。患者由来の線維芽細胞を用いて、IL17RCのmRNA発現、タンパク発現を検証するとともに、リガンドであるIL-17に対する反応性を検討する。
MSMDとCMCを合併する疾患として、RORγT異常症の病態解明を行う。RORγTはTh17細胞のマスター転写因子と考えられていることから、患者由来末梢血単核球を用いたATAC-seqを行い、オープンクロマチン領域の観察を検討している。
STAT1-GOF変異を持つ患者解析については、GOF変異と脱リン酸化酵素との関係性を明らかとした上で論文報告を計画している。並行して、リン酸化プロテオーム解析にてSTAT1-GOF変異が細胞内リン酸化ネットワークに及ぼす影響を解析する。STAT1-GOF変異によりリン酸化状態が変化する分子群を網羅的に検討することで、治療標的分子の同定を試みる。近年、多数のプロテインキナーゼ阻害薬が開発されていることから、本研究を介して『リン酸化状態の制御』による治療の可能性を検討する。
上記した包括的アプローチにより、MSMD、CMCの責任遺伝子を同定するとともに、その分子病態を明らかとする。
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[Journal Article] 小児、AYA世代の悪性脳腫瘍サバイバーにおける内分泌学的問題点 GH補充療法を中心に2019
Author(s)
山崎 文之, 木下 康之, 碓井 智, 岡田 賢, 高野 元気, 米澤 潮, 田口 慧, 宮河 真一郎, 富永 篤, 杉山 一彦, 栗栖 薫
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Journal Title
日本内分泌学会雑誌
Volume: 95
Pages: 36～38
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