2021 Fiscal Year Research-status Report
遺伝性不整脈症候群の病原性遺伝子変異の決定とそれに基づく個別化医療の実現
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21K08075
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
林 研至 金沢大学, 保健学系, 准教授 (00422642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 昌平 金沢大学, 附属病院, 助教 (30623657)
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, 教授 (40361993)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / VUS / 遺伝性不整脈症候群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1型先天性QT延長症候群（LQT1）で見いだされるKCNQ1バリアントの約20％が病的意義不明なバリアント（VUS）とされ、それを臨床で活用することは難しい。VUSの病原性評価に機能解析が有用である可能性がある。LQT1症例で見いだされるKCNQ1バリアントの病原性評価にゼブラフィッシュ胚を用いた機能解析が有用かどうか検討した。CRISPR/CAS9を用いてゼブラフィッシュkcnq1をノックアウトし、ホモ接合性変異体を作製した（kcnq1 del/del）。変異体受精卵に野生型（WT）ヒトKCNQ1（Q1）cRNAおよび野生型ヒトKCNE1（E1）ｃRNA、あるいはQ1バリアントcRNAおよびWT E1 cRNAをマイクロインジェクションした。受精後3日目のゼブラフィッシュ胚より心臓を1塊で摘出し、ガラス微小電極を用いて心臓活動電位を測定し、活動電位持続時間（APD90）を測定した。また、パッチクランプ法とゼブラフィッシュ胚を用いた機能解析の結果を比較した。kcnq1 del/del受精卵にWT Q1およびWT E1のcRNAを注入したゼブラフィッシュ胚のAPD90は、kcnq1del/delと比較して有意に短縮した。次に、LQT1で見いだされた３つのバリアントの機能解析を行った。パッチクランプでドミナントネガティブ効果を示したp. S277L、および膜輸送障害を示したp. T587MのAPD90はともにWT Q1と比較して有意な延長を認めた。p. R451Qは、パッチクランプで野生型の発現電流とその大きさが同等であり、VUSに分類された。一方ゼブラフィッシュを用いた機能解析では、p. R451QのAPD90はWT Q1と比較して有意な延長を認めた。ゼブラフィッシュを用いた機能解析はLQT1で見いだされるバリアントの病的意義評価に有用である可能性があると考えられた。
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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
遺伝性不整脈症候群のうち、これまで遺伝性徐脈性不整脈の原因遺伝子のひとつであるLMNA、および先天性QT延長症候群の原因遺伝子のひとつであるKCNQ1のゼブラフィッシュのホモログ遺伝子をノックアウトし、そのホモ接合性変異体の作成に成功した。このホモ接合性変異体を用いてヒトで見つかったそれぞれの遺伝子のVUSを評価することができた。現在、遺伝性徐脈性不整脈の原因遺伝子のひとつであるEMD、および先天性QT延長症候群の原因遺伝子のひとつであるKCNH2のホモ接合性変異体を作成中であり、これらが完成したのち、VUSの機能評価を行う予定である。このようにこの1年の間に遺伝性徐脈性不整脈と先天性QT延長症候群の主要原因遺伝子のVUSを評価しうるアッセイ系が確立しつつあるため、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝性徐脈性不整脈と先天性QT延長症候群で見いだされるVUSの機能を評価するゼブラフィッシュアッセイ系を用いて、未評価のVUSの機能解析を行う。さらに機能解析結果を参考にし、ACMGガイドラインによる再評価を行う。今後は、心筋症関連遺伝子のゼブラフィッシュホモ接合性変異体を作成し、心筋症関連遺伝子のVUSの機能評価を行う。光学顕微鏡下でゼブラフィッシュの心機能評価（心内径、心内径短縮率など）を行う。
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| Causes of Carryover |
購入希望の物品費が予算額を上回っており、翌年度の研究経費と併せて使用することにしたため。
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[Journal Article] Association between Cardiovascular Health and Incident Atrial Fibrillation in the General Japanese Population Aged over 40 Years.2021
Author(s)
Nishikawa T, Tanaka Y, Tada H, Tsuda T, Kato T, Usui S, Sakata K, Hayashi K, Kawashiri MA, Hashiba A, Takamura M.
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Journal Title
Nutrients.
Volume: 13
Pages: 3201
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Functionally validated SCN5A variants allow interpretation of pathogenicity and prediction of lethal events in Brugada syndrome.2021
Author(s)
Ishikawa T, Kimoto H, Mishima H, Yamagata K, Ogata S, Aizawa Y, Hayashi K, Morita H, Nakajima T, Nakano Y, Nagase S, Murakoshi N, Kowase S, Ohkubo K, Aiba T, Morimoto S, Ohno S, Kamakura S, Nogami A, Takagi M, Karakachoff M, Dina C, Schott JJ, Yoshiura KI, Horie M, Shimizu W, Nishimura K, Kusano K, Makita N.
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Journal Title
Eur Heart J.
Volume: 42
Pages: 2854-2863
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A Novel Risk Stratification System for Ischemic Stroke in Japanese Patients With Non-Valvular Atrial Fibrillation2021
Author(s)
Okumura K, Tomita H, Nakai M, Kodani E, Akao M, Suzuki S, Hayashi K, Sawano M, Goya M, Yamashita T, Fukuda K, Ogawa H, Tsuda T, Isobe M, Toyoda K, Miyamoto Y, Miyata H, Okamura T, Sasahara Y; J-RISK AF Research Group.
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Journal Title
Circ J.
Volume: 85
Pages: 1254-1262.
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Impact of functional studies on exome sequence variant interpretation in early-onset cardiac conduction system diseases2021
Author(s)
"Kenshi Hayashi, Ryota Teramoto, Akihiro Nomura, Yoshihiro Asano, Manu Beerens, Yasutaka Kurata, Isao Kobayashi, Noboru Fujino, Hiroshi Furusho, Takeshi Kato, Toyonobu Tsuda, Satoru Niwa, Keisuke Usuda, Shihe Cui, Calum A MacRae, Seiji Takashima, Masakazu Yamagishi, Masa-aki Kawashiri, and Masayuki Takamura
Organizer
The 67th Annual Meeting of the Japanese Heart Rhythm Society, July 1 - July 4, 2021(WEB開催）
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