大頭症を伴う多発奇形症候群の遺伝学的原因の探索

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15901
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 藤田 京志 横浜市立大学, 医学部, 助教 (20805113)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 難治性てんかん / 体細胞変異 / 次世代シークエンス / 単一遺伝子疾患

Outline of Annual Research Achievements

昨年度全エクソームが解析中であった3例のうち2例はすでに報告のある原因遺伝子を検出し、残りの1例は未解決となった。また、昨年度全エクソーム解析で原因となるバリアントが同定されていない16症例に対して実施した、血液由来DNAを用いたPI3K/AKTパスウェイの遺伝子のターゲットシークエンスによるディープシークエンスで、2症例で候補に残っていたPIK３CA遺伝子のバリアントは共に血液にバリアントアレル頻度が約0.7%であることが確認できた。また、過去に全エクソーム解析を行った症例に対して遺伝子情報や文献情報の更新を行い、見直したところ1例において報告数の少ない遺伝子のバリアントを検出した。他施設で当該遺伝子のバリアントを有する症例の情報を集積していないか確認したところ、海外の1施設で集積していたため、共同研究することとなった。
今年度は新たに3例の大頭症を有する症例を集積した。そのうち2例で手術脳組織サンプルが得られ、そのDNAを使用してターゲットシークエンスを実施し原因バリアントをPTENとPIK3CA遺伝子に同定した。残りの1症例は現在全エクソームで解析中である。
全エクソームやターゲットシークエンスによる解析で候補バリアントが検出されなかった症例のうちDNA量が十分残っていた10家系に対しショートリードシークエンスの全ゲノム解析を実施した。コード領域内には疾患原因と考えられるバリアントは検出されなかったため、5’非翻訳領域のupstream Open Reading Frame (uORF) に着目して解析を行ったが、疾患原因と考えられるバリアントは検出されなかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

以前から集積していた症例に対して予定していた、全エクソーム解析、ターゲットシークエンス、ショートリードシークエンサーによる全ゲノム解析は終了し、DNA残量のある7例に対してロングリードシークエンサーによる全ゲノム解析を行っているところである。また、これまでに2症例で報告例の少ない遺伝子のバリアントを全エクソーム解析で検出し、それぞれ他施設と共同研究を行っている。

Strategy for Future Research Activity

新規症例に対してはこれまでに行ってきた全エクソーム解析またはターゲットシークエンスから解析を実施する。ショートリードシークエンサーによる全ゲノム解析はエクソンから離れたイントロン (deep intron) 領域に着目して解析を行う。ロングリードシークエンサーによる全ゲノム解析では染色体構造異常に着目していく。また、報告数の少ない遺伝子のバリアントや新規原因遺伝子が新たに検出された場合には共同研究または学会、論文により研究成果を報告する。

Causes of Carryover

複数症例が集積してから各解析を実施しているが、タイミングが合わない場合もあり遅れて実施している症例もあるため。遅れている症例に対しては順次ターゲットシークエンス、全エクソーム解析、ショートリードシークエンサーによる全ゲノム解析を実施していく。

Research Products

• [Journal Article] Progressive myoclonic epilepsy as an expanding phenotype of NGLY1-associated congenital deglycosylation disorder: A case report and review of the literature (2024)
  • Author(s): Sonoda Y, Fujita A, Torio M, Mukaino T, Sakata A, Matsukura M, Yonemoto K, Hatae K, Ichimiya Y, Chong PF, Ochiai M, Wada Y, Kadoya M, Okamoto N, Murakami Y, Suzuki T, Isobe N, Shigeto H, Matsumoto N, Sakai Y, Ohga S
  • Journal Title: Eur J Med Genet Volume: 67 Pages: 104895
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2023.104895.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A heterozygous germline deletion within USP8 causes severe neurodevelopmental delay with multiorgan abnormalities (2024)
  • Author(s): Sakamoto M, Kurosawa K, Tanoue K, Iwama K, Ishida F, Watanabe Y, Okamoto N, Tsuchida N, Uchiyama Y, Koshimizu E, Fujita A, Misawa K, Miyatake S, Mizuguchi T, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 69 Pages: 85-90
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01209-2.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel missense variants cause intermediate phenotypes in the phenotypic spectrum of SLC5A6-related disorders (2024)
  • Author(s): Utsuno Y, Hamada K, Hamanaka K, Miyoshi K, Tsuchimoto K, Sunada S, Itai T, Sakamoto M, Tsuchida N, Uchiyama Y, Koshimizu E, Fujita A, Miyatake S, Misawa K, Mizuguchi T, Kato Y, Saito K, Ogata K, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 69 Pages: 69-77
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01206-5.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Brain mosaicism of hedgehog signalling and other cilia genes in hypothalamic hamartoma (2023)
  • Author(s): Green TE, Fujita A, Ghaderi N, Heinzen EL, Matsumoto N, Klein KM, Berkovic SF, Hildebrand MS
  • Journal Title: Neurobiol Dis Volume: 185 Pages: 106261
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2023.106261.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Biallelic structural variations within FGF12 detected by long-read sequencing in epilepsy (2023)
  • Author(s): Ohori S, Miyauchi A, Osaka H, Lourenco CM, Arakaki N, Sengoku T, Ogata K, Honjo RS, Kim CA, Mitsuhashi S, Frith MC, Seyama R, Tsuchida N, Uchiyama Y, Koshimizu E, Hamanaka K, Misawa K, Miyatake S, Mizuguchi T, Saito K, Fujita A, Matsumoto N
  • Journal Title: Life Sci Alliance Volume: 6 Pages: -
  • DOI: 10.26508/lsa.202302025.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Incomplete hippocampal inversion in patients with mutations in genes involved in sonic hedgehog signaling (2023)
  • Author(s): Higashijima T, Shirozu H, Saitsu H, Sonoda M, Fujita A, Masuda H, Yamamoto T, Matsumoto N, Kameyama S
  • Journal Title: Heliyon Volume: 9 Pages: e14712
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e14712.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-read sequencing revealing intragenic deletions in exome-negative spastic paraplegias (2023)
  • Author(s): Fukuda H, Mizuguchi T, Doi H, Kameyama S, Kunii M, Joki H, Takahashi T, Komiya H, Sasaki M, Miyaji Y, Ohori S, Koshimizu E, Uchiyama Y, Tsuchida N, Fujita A, Hamanaka K, Misawa K, Miyatake S, Tanaka F, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 68 Pages: 689-697
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01170-0.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic and clinical features of pediatric-onset hereditary spastic paraplegia: a single-center study in Japan (2023)
  • Author(s): Ikeda A, Kumaki T, Tsuyusaki Y, Tsuji M, Enomoto Y, Fujita A, Saitsu H, Matsumoto N, Kurosawa K, Goto T
  • Journal Title: Front Neurol Volume: 14 Pages: 1085228
  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1085228.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complete SAMD12 repeat expansion sequencing in a four-generation BAFME1 family with anticipation (2023)
  • Author(s): Mizuguchi T, Toyota T, Koshimizu E, Kameyama S, Fukuda H, Tsuchida N, Uchiyama Y, Hamanaka K, Fujita A, Misawa K, Miyatake S, Adachi H, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 68 Pages: 875-878
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01187-5.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A case of epilepsy with myoclonic atonic seizures caused by SLC6A1 gene mutation due to balanced chromosomal translocation (2023)
  • Author(s): Mori T, Sakamoto M, Tayama T, Goji A, Toda Y, Fujita A, Mizuguchi T, Urushihara M, Matsumoto N
  • Journal Title: Brain Dev Volume: 45 Pages: 395-400
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2023.03.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heterozygous c.175C>T variant in PURA gene causes severe developmental delay (2023)
  • Author(s): Noda Y, Kido J, Misumi Y, Sugawara K, Ohori S, Fujita A, Matsumoto N, Ueda M, Nakamura K
  • Journal Title: Clin Case Rep Volume: 11 Pages: e7779
  • DOI: 10.1002/ccr3.7779.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neonatal developmental and epileptic encephalopathy with movement disorders and arthrogryposis: A case report with a novel missense variant of SCN1A (2023)
  • Author(s): Okubo Y, Shibuya M, Nakamura H, Kawashima A, Kodama K, Endo W, Inui T, Togashi N, Aihara Y, Shirota M, Funayama R, Niihori T, Fujita A, Nakayama K, Aoki Y, Matsumoto N, Kure S, Kikuchi A, Haginoya K
  • Journal Title: Brain Dev Volume: 45 Pages: 505-511
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2023.06.009.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel homozygous CHMP1A variant arising from segmental uniparental disomy causes pontocerebellar hypoplasia type 8 (2023)
  • Author(s): Sakamoto M, Shiiki T, Matsui S, Okamoto N, Koshimizu E, Tsuchida N, Uchiyama Y, Hamanaka K, Fujita A, Miyatake S, Misawa K, Mizuguchi T, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 68 Pages: 247-253
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01098-x.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distal arthrogryposis in a girl arising from a novel TNNI2 variant inherited from paternal somatic mosaicism (2023)
  • Author(s): Seyama R, Uchiyama Y, Kaneshi Y, Hamanaka K, Fujita A, Tsuchida N, Koshimizu E, Misawa K, Miyatake S, Mizuguchi T, Makino S, Itakura A, Okamoto N, Matsumoto N
  • Journal Title: J Hum Genet Volume: 68 Pages: 363-367
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01117-x.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synchronous heart rate reduction with suppression-burst pattern in KCNT1-related developmental and epileptic encephalopathies (2023)
  • Author(s): Yamamoto K, Baba S, Saito T, Nakagawa E, Sugai K, Iwasaki M, Fujita A, Fukuda H, Mizuguchi T, Kato M, Matsumoto N, Sasaki M
  • Journal Title: Epilepsia Open Volume: 8 Pages: 651-658
  • DOI: 10.1002/epi4.12705.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Genetic analysis of epileptogenic brain lesions (2023)
  • Author(s): Fujita A, Kato M, Sugano H, Iimura Y, Suzuki H, Tohyama J, et al.
  • Organizer: The European Human Genetics Conference 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Detection of somatic variants in epileptogenic brain lesions (2023)
  • Author(s): Fujita A, Kato M, Sugano H, Iimura Y, Suzuki H, Tohyama J, et al.
  • Organizer: The 68th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics