早期発症型てんかんの新規責任遺伝子同定および発症機序の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16921
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 今村 江里子 (輿水江里子) 横浜市立大学, 医学研究科, 特任助教 (80637877)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 進行性ミオクローヌスてんかん / 全エクソームシーケンス / ゼブラフィッシュ

Outline of Annual Research Achievements

本年度は発達性およびてんかん性脳症を呈する新規56症例に対して、全エクソーム解析による遺伝子変異の探索を行った。その結果、30症例において病的変異の同定に成功した（解決率53.6%）。27症例は塩基置換、塩基欠失および塩基挿入による遺伝子変異であった。3症例は全エクソームデータを利用したXHMM解析によりコピー数異常が検出された。本研究の解析対象であるSEMA6B遺伝子が病因と考えられる新規症例は見出されなかった。

昨年に引き続き、モデル実験動物のゼブラフィッシュを用いてCRISPR/Cas9システムを利用したsema6b遺伝子改変体の作製を行った。ヒトのSEMA6B遺伝子に相当するゼブラフィッシュの相同遺伝子はsema6baとsema6bbが存在する。そのため、sema6ba（染色体2番）とsema6bb（染色体8番）それぞれに対してターゲットとなるgRNAを設計した。SEMA6B遺伝子変異による疾患メカニズムは、最終エクソンに存在する変異により、未成熟な終始コドンを有する細胞内領域が欠損したSEMA6Bタンパク質が産生されることが考えられる。そのため、ゼブラフィッシュにおいても同様の現象を誘発するように最終エクソン（エクソン17）をターゲットとした。対象区としては、ナンセンス変異依存性メッセンジャーRNA分解を受けるエクソン2にgRNAを設計し、遺伝子を改変したF0世代およびF1世代の構築を試みた。F0世代におけるゲノム編集効率はsema6ba-exon2が48.9%、sema6bb-exon2が69.5%、sema6ba-exon17が66.4%、sema6bb-exon17が54.9%であった。得られたF0世代を野生型と掛け合わせることにより、フレームシフト変異を有する複数個体のF1世代を得ることに成功した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Rambam Health Care Campus(イスラエル)
  • Country Name: ISRAEL
  • Counterpart Institution: Rambam Health Care Campus
• [Int'l Joint Research] Hospital Kuala Lumpur(マレーシア)
  • Country Name: MALAYSIA
  • Counterpart Institution: Hospital Kuala Lumpur
• [Journal Article] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria (2021)
  • Author(s): Miyatake Satoko、Kato Mitsuhiro、Kumamoto Takuma、Hirose Tomonori、Koshimizu Eriko、Mizuguchi Takeshi、Miyake Noriko、Suzuki Atsushi、Ohga Shouichi、Saitsu Hirotomo、Takahashi Hidehisa、Tanaka Fumiaki、Ogata Kazuhiro、Ohtaka-Maruyama Chiaki、Matsumoto Naomichi, et al.
  • Journal Title: Science Advances Volume: 7 Pages: 1～17
  • DOI: 10.1126/sciadv.abd2368
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] De novo mutations in the X-linked TFE3 gene cause intellectual disability with pigmentary mosaicism and storage disorder-like features (2020)
  • Author(s): Lehalle Daphne, Vabres Pierre, Sorlin Arthur, Torti Erin, Abe Yuichi, Koshimizu Eriko, Miyakate Sakoto, St-Onge Judith, Thevenon Julien, Verdura Edgard, Whelan Habela Christa, Zacher Pia, Riviere Jean-Baptiste, Thauvin-Robinet Christel, Betschinger Joerg, Faivre Laurence, et al.
  • Journal Title: Journal of Medical Genetics Volume: 57 Pages: 808～819
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2019-106508
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prenatal clinical manifestations in individuals with COL4A1/2 variants (2020)
  • Author(s): Itai Toshiyuki、Miyatake Satoko、Taguri Masataka、Nozaki Fumihito、Ohta Masayasu、Osaka Hitoshi、Morimoto Masafumi、Koshimizu Eriko、Mitsuhashi Satomi、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Tsurusaki Yoshinori、Doi Hiroshi、Nakashima Mitsuko、Saitsu Hirotomo、Matsumoto Naomichi, et al.
  • Journal Title: Journal of Medical Genetics Volume: 0 Pages: 1～9
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2020-106896
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel EXOSC9 variants cause pontocerebellar hypoplasia type 1D with spinal motor neuronopathy and cerebellar atrophy (2020)
  • Author(s): Sakamoto Masamune、Iwama Kazuhiro、Sekiguchi Futoshi、Mashimo Hideaki、Kumada Satoko、Ishigaki Keiko、Okamoto Nobuhiko、Behnam Mahdiyeh、Ghadami Mohsen、Koshimizu Eriko、Miyatake Satoko、Mitsuhashi Satomi、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Saitsu Hirotomo、Miyake Noriko、Matsumoto Naomichi, et al.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 66 Pages: 401～407
  • DOI: 10.1038/s10038-020-00853-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo variants in CELF2 that disrupt the nuclear localization signal cause developmental and epileptic encephalopathy (2020)
  • Author(s): Itai Toshiyuki、Hamanaka Kohei、Sasaki Kazunori、Ries Markus、Kobayashi Yu、Koshimizu Eriko、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Taguri Masataka、Antonarakis Stylianos E.、Nakashima Mitsuko、Saitsu Hirotomo、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi, et al.
  • Journal Title: Human Mutation Volume: 42 Pages: 66～76
  • DOI: 10.1002/humu.24130
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Efficient detection of copy‐number variations using exome data: Batch‐ and sex‐based analyses (2020)
  • Author(s): Uchiyama Yuri、Yamaguchi Daisuke、Iwama Kazuhiro、Miyatake Satoko、Hamanaka Kohei、Tsuchida Naomi、Itai Toshiyuki、Saida Ken、Fukuda Hiromi、Sekiguchi Futoshi、Sakamoto Masamune、Kato Mitsuhiro、Koshimizu Eriko、Fujita Atsushi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Mizuguchi Takeshi、Matsumoto Naomichi, et al.
  • Journal Title: Human Mutation Volume: 42 Pages: 50～65
  • DOI: 10.1002/humu.24129
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SEMA6B遺伝子変異は進行性ミオクローヌスてんかんを引き起こす (2020)
  • Author(s): 輿水江里子, 濱中耕平, 今川英里, 高田篤, 遠山潤, 山形崇倫, 宮内彰彦, Nina Ekhilevitch, Gaik-Siew Ch'ng, 中島光子, 才津浩智, 水口 剛, 宮武聡子, 三宅紀子, 松本直通
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第65回大会