新規難聴原因遺伝子SLC12A2の分子病態解析と治療標的の探索

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09598
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 務台 英樹 北里大学, 医学部, 特任講師 (60415891)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奈良 清光 独立行政法人国立病院機構(東京医療センター臨床研究センター), 聴覚・平衡覚研究部, 研究員 (40260327)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 難聴 / 原因遺伝子 / ゲノム編集 / 疾患モデル動物 / 発現遺伝子網羅的解析 / スプライシング

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、代表者が同定・報告した新規難聴原因SLC12A2のモデルマウスの病態解析を通じて、本遺伝子が真の難聴原因であることを証明することである。
令和5年度は、本研究で解析したSlc12a2Em1, Slc12a2Em2の2系統のマウスを用いた各種研究の、これまでの解析結果をまとめ、生後発達時にともなう形態変化、遺伝子発現量変化、不足分の共焦点レーザー顕微鏡を用いた免疫組織化学的解析、分子生物学的解析を追加し、考察を加えた。さらに慶應義塾大学医学部細胞組織学研究室との共同研究により、Nano3DX（RIGAKU社）を用いた、Slc12a2Em2マウスの脱灰済みの蝸牛内組織を用いた非破壊CT画像取得と定量的評価に成功した。Slc12a2Em1系統については、変異がスプライシングに及ぼす影響と動物種特異性について、塩基配列を改変したminigeneベクターを複数種類構築・検討することで確認し、霊長目進化との関係性についてもさらに考察を深めた。本研究成果は国際学会でも発表し、現在投稿論文を執筆中である。Slc12a2Em2系統マウスはDFNA78病態解析の動物モデルとして、今後詳細な分子病態解析および治療法開発研究に有用なモデルと考えられた。
令和5年度中の研究代表者の異動にともない、Slc12a2Em2系統マウスを理化学研究所BioResource Centerに寄託した。さらに異動先である北里大学医学部にも凍結胚を送付し、今後研究を継続する予定である。Slc12a2Em1系統マウスは理化学研究所への寄託とともに、精液を凍結保存した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度および本年度の研究により、難聴を呈するSlc12a2Em2マウスにおける組織病態が明らかとなり、研究代表者らが同定・報告したSLC12A2が真の難聴原因遺伝子である証明がほぼなされた。実験結果は当初の計画内容よりもはるかに充実したものとなり、本研究は十分に達成された。本年度中の論文投稿が間に合わなかったので、おおむね順調とした。

Strategy for Future Research Activity

本研究のもう一つの目的であるSLC12A2を原因とする難聴の治療標的の探索については、ハイスループットスクリーニングの実験系の構築に成功し、予備的な実験を開始している。来年度以降の新たな研究に発展的に利用したいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Loss of Pax3 causes reduction of melanocytes in the developing mouse cochlea (2024)
  • Author(s): T. Udagawa, T., E. Takahashi, N. Tatsumi, H. Mutai, Y. Kondo, P. J. Atkinson, T. Matsunaga, M. Yoshikawa, H. Kojima, M. Okabe、A. G. Cheng
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 14 Pages: 2210
  • DOI: 10.1038/s41598-024-52629-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Correlation between genotype and phenotype with special attention to hearing in 14 Japanese cases of NF2-related schwannomatosis (2023)
  • Author(s): Naoki Oishi, Masaru Noguchi, Masato Fujioka, Kiyomitsu Nara, Koichiro Wasano, Hideki Mutai, Rie Kawakita, Ryota Tamura, Kosuke Karatsu, Yukina Morimoto, Masahiro Toda, Hiroyuki Ozawa, Tatsuo Matsunaga
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 6595
  • DOI: 10.1038/s41598-023-33812-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Apoptosis of type I spiral ganglion neuron cells in Otof-mutant mice (2023)
  • Author(s): Nobuyoshi Tsuzuki, Kazunori Namba, Chika Saegusa, Hideki Mutai, Takanori Nishiyama, Naoki Oishi, Tatsuo Matsunaga, Masato Fujioka, Hiroyuki Ozawa
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 803 Pages: 137178
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2023.137178
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Mouse Models of DFNA78 Demonstrate Importance of Exon 21 of SLC12A2 for Hearing (2024)
  • Author(s): Hideki Mutai, Yukiko Kuroda, Shinobu Noji, Saki Ichikawa, Koichi Matsuo, Satoshi Tanaka, Naoyuki Kataoka, Tatsuo Matsunaga
  • Organizer: Association for Research in Otolaryngology, 47th annual midwinter meetin、
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 難聴原因遺伝子の全エクソーム解析による効率的な同定 (2023)
  • Author(s): 務台英樹、奈良清光、南修司郎、仲野敦子、有本友季子、守本倫子、川﨑泰士、和佐野浩一郎、阪本浩一、勝沼紗矢香、増田佐和子、松永達雄
  • Organizer: 第33回日本耳科学会総会・学術講演会
• [Presentation] Efficient identification of causative genes of hearing loss by phenotype similarity analysis (2023)
  • Author(s): Hideki Mutai, Fuyuki Miya, Kiyomitsu Nara, Reiko Muramatsu, Satomi Inoue, Haruka Murakami, Shujiro Minami, Atsuko Nakano, Yukiko Arimoto, Noriko Morimoto, Taiji Kawasaki, Koichiro Wasano, Hirokazu Sakamoto, Sayaka Katsunuma, Sawako Masuda, Kazuki Yamazawa, Kenjiro Kosaki, Tatsuhiko Tsunoda, Tatsuo Matsunaga
  • Organizer: Human Genetics Asia 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genetic approach to improve clinical practice for deafblindness in Japan (2023)
  • Author(s): Tatsuo Matsunaga, Kiyomitsu Nara, Hideki Mutai, Haruka Murakami, Satomi Inoue, et al.
  • Organizer: Human Genetics Asia 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アッシャー症候群の原因遺伝子が検出された小児難聴症例の検討 (2023)
  • Author(s): 仲野敦子、有本友季子、外池百合恵、村松玲子、奈良清光、務台英樹、松永達雄
  • Organizer: 第68回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [Presentation] MYO6新規バリアントが同定された成人期軽度感音難聴の１例 (2023)
  • Author(s): 川畑満里奈、宇田川友克、茂木雅臣、中澤宝、奈良清光、務台英樹、櫻井結華、小島博己、松永達雄
  • Organizer: 第68回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [Presentation] 新たなPOU4F3遺伝子バリアントを同定した顕性（優性）遺伝形式の難聴1家系 (2023)
  • Author(s): 高津南美子、茂木雅臣、宇田川友克、櫻井結華、小島博己、奈良清光、務台英樹、松永達雄
  • Organizer: 第68回日本聴覚医学会総会・学術講演会