Development of Newborn Screening System for Spinal Muscular Atrophy

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08197
• Research Institution: Kobe Gakuin University
• Principal Investigator: 西尾 久英 神戸学院大学, 総合リハビリテーション学部, 教授 (80189258)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脊髄性筋萎縮症 / 乾燥濾紙血液 / 乾燥濾紙唾液 / SMN1遺伝子欠失 / SMN1遺伝子内変異

Outline of Annual Research Achievements

脊髄性筋萎縮症（SMA）は、日本においても非常に頻度が高い遺伝性運動ニューロン病である。これまで臨床診断が困難で、治療法もないことから、誤診例、診断遅延例、未診断例が多かった。最近、アンチセンス製剤、遺伝子導入ベクター製剤等の有効な薬剤が開発され、治験に参加したSMA患者の生命予後と運動予後は有意に改善した。今後、すべてのSMA患者にこのような有効な治療法を提供するためには、正確で、迅速な診断システムが必要である。本プロジェクトの目的は、新鮮血あるいは乾燥濾紙血を用いて、SMAの分子遺伝学的診断検査体系（以下、SMA検査と略す）を構築することである。
（１）新規SMN1遺伝子欠失スクリーニング法の開発　乾燥濾紙血を用いた新規スクリーニング法を開発した。本法は、SMN1遺伝子とCFTR遺伝子を同時に増幅し、増幅産物の融解曲線解析においてSMN1遺伝子の欠失を検出しようとするものである。この方法論については、すでに論文発表を行っている。
（２）新規SMN1遺伝子欠失スクリーニング法の開発　乾燥濾紙唾液を用いた新規スクリーニング法を開発した。本法は、SMN1遺伝子とCFTR遺伝子を同時に増幅し、増幅産物の融解曲線解析においてSMN1遺伝子の欠失を検出しようとするものである。この方法論については、すでに論文発表を行っている。
SMN1遺伝子内変異を有するミニジーンを作成し、それを用いて細胞実験を行った。変異を有するミニジーンから作られたタンパク質の安定性、内在性SMNタンパク質との親和性を調べて、変異の種類と臨床症状との関連を検討した。この結果については、すでに論文発表を行っている。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

（１）SMN1遺伝子欠失スクリーニング法の開発
乾燥濾紙血を用いた新規スクリーニング法を開発した。本法は、SMN1遺伝子とCFTR遺伝子を同時に増幅し、増幅産物の融解曲線解析においてSMN1遺伝子の欠失を検出しようとするものである。この方法論については、すでに論文発表を行っている。
（２）SMN1遺伝子欠失スクリーニング法の開発
乾燥濾紙唾液を用いた新規スクリーニング法を開発した。本法は、SMN1遺伝子とCFTR遺伝子を同時に増幅し、増幅産物の融解曲線解析においてSMN1遺伝子の欠失を検出しようとするものである。この方法論については、すでに論文発表を行っている。
（３）SMN1遺伝子内変異を有する患者の分子病態解明
SMN1遺伝子内変異を有するミニジーンを作成し、それを用いて細胞実験を行った。変異を有するミニジーンから作られたタンパク質の安定性、内在性SMNタンパク質との親和性を調べて、変異の種類と臨床症状との関連を検討した。この結果については、すでに論文発表を行っている。

Strategy for Future Research Activity

（１）これまでのSMA遺伝子診断の結果に基づくSMA患者の発生率に関する疫学的検討
出生前診断結果の基づく妊娠中絶例を考慮した解析を行う。

（２）SMA新生児スクリーニング
現行のSMAスクリーニング法の問題点(特に偽陽性発生率が高いこと）とその原因を明らかにし、対策を立てる。

Causes of Carryover

注文していた研究試薬が、今年度中に納品されなかったため、その費用が次年度に持ち越されることになった。

Research Products

• [Journal Article] Dried Blood Spot Screening System for Spinal Muscular Atrophy with Allele-Specific Polymerase Chain Reaction and Melting Peak Analysis. (2021)
  • Author(s): Wijaya YOS, Nishio H, Niba ETE, Shiroshita T, Kato M, Bouike Y, Tode C, Ar Rochmah M, Harahap NIF, Nurputra DK, Okamoto K, Saito T, Takeuchi A, Lai PS, Yamaguchi S, Shinohara M.
  • Journal Title: Genet Test Mol Biomarkers Volume: 25 Pages: 293-301
  • DOI: 10.1089/gtmb.2020.0312.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detection of Spinal Muscular Atrophy Patients Using Dried Saliva Spots. (2021)
  • Author(s): Wijaya YOS, Nishio H, Niba ETE, Okamoto K, Shintaku H, Takeshima Y, Saito T, Shinohara M, Awano H.
  • Journal Title: Genes (Basel) Volume: 12 Pages: 1621
  • DOI: 10.3390/genes12101621.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stability and Oligomerization of Mutated SMN Protein Determine Clinical Severity of Spinal Muscular Atrophy (2021)
  • Author(s): Niba ETE, Nishio H, Wijaya YOS, Ar Rochmah M, Takarada T, Takeuchi A, Kimizu T, Okamoto K, Saito T, Awano H, Takeshima Y, Shinohara M.
  • Journal Title: Genes (Basel) Volume: 13 Pages: 205
  • DOI: 10.3390/genes13020205.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spinal Muscular Atrophy: Diagnosis, Incidence, and Newborn Screening in Japan. (2021)
  • Author(s): Kimizu T, Ida S, Okamoto K, Awano H, Niba ETE, Wijaya YOS, Okazaki S, Shimomura H, Lee T, Tominaga K, Nabatame S, Saito T, Hamazaki T, Sakai N, Saito K, Shintaku H, Nozu K, Takeshima Y, Iijima K, Nishio H, Shinohara M.
  • Journal Title: Int J Neonatal Screen. Volume: 7 Pages: 45
  • DOI: 10.3390/ijns7030045.