遺伝性筋疾患の病態へのｍＲＮＡ異常の関与について

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23591245
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 正紀 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20359847)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 筋疾患 / ナトリウムチャネル / ｍRNA / スプライシング / パッチクランプ / シミュレーション / 不整脈 / 心臓

Research Abstract

mRNAスプライシング異常の観点から遺伝性骨格筋疾患、特にNaチャネル異常症および筋強直性ジストロフィーについて検討を行った。　我々が世界で初めて同定したイントロン領域の遺伝子変異によるミオトニーの症例の分子機序について解析を行った。その結果、AT-ACIIイントロンと呼ばれる特殊なイントロンの5’のスプライス部位の認識・決定にはU1snRNPに加え、U6 snRNPのmRNA結合が重要であることが明らかとなった。また、骨格筋チャネル病が疑われるものの変異が同定されていない検体について、エクソンに近接するイントロン領域の変異の有無について検索した。正常多型として報告されていないいくつかの変異を見出すことができたが、疾患との関連性については現時点ではまだ明らかになっていない。　筋強直性ジストロフィーについて、遺伝性不整脈の原因遺伝子を候補に心筋におけるmRNAのスプライシングをスクリーニングしたところ、心筋型Naチャネルにスプライシング異常がある可能性が判明し、さらに多数例の剖検検体でも確認した。そこで、このチャネルを培養細胞に発現させ、電位依存性などに機能的変化があるかどうかをパッチクランプ法による計測を行い、データ収集をほぼ終えることができた。いっぽう、このmRNAスプライシング異常の分子機序の解明のため、フロリダ大のSwanson教授が作出したMBNLノックアウトマウスの心筋組織を解析したが、異常を認めなかった。このことは、MBNL以外の分子が関与している可能性を示唆すると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の当初計画では、筋強直性ジストロフィーに関してはチャネルmRNAスプライシング異常のスクリーニングのみであったが、スクリーニングにより明らかな異常が同定されたことから、翌年度以降に計画されていたチャネル機能解析もほぼ終了でき、予定以上の研究の進展が得られた。

Strategy for Future Research Activity

本年度骨格筋チャネル病が疑われるものの変異が同定されていない症例について検索し、エクソンに近接するイントロン領域に正常多型として報告されていないいくつかの変異を見出すことができたので、次年度は疾患との関連性については明らかすることを目指す。　筋強直性ジストロフィーの心筋型Naチャネルのスプライシング異常については、チャネルの機能解析を進め、生理学研究所井本敬二教授、滋賀医科大学循環器内科伊藤英樹博士などと協力し心伝導系のシミュレーション研究を推進する。また分子機序についてはモデルマウスの検討でMBNLの関与がやや否定的なことから、東京大学石浦教授や理化学研究所の紀博士、フランスIGBMCのCharlet-Berguerand博士などと情報交換し、共同研究を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

パッチクランプデータ収集用のAD/DAコンバーターおよびコンピューターが経年変化のため動作不良が時々生じており、次年度中にAD/DAコンバーターを含めた買い替えが必要になる可能性が高い。そのため本年度は本研究費からの消耗品の支出を極力控えることとした。次年度は、AD/DAコンバーターおよびコンピューターが動作不能になる様であれば購入し、研究継続に支障が出ないようにする予定である。その他、分子遺伝・生物学的実験に関わる消耗品、人件費、情報収集・成果発表のための旅費を中心に使用する。

Research Products

• [Journal Article] Muscleblind-like 1 knockout mice reveal novel splicing defects in the myotonic dystrophy brain. (2012)
  • Author(s): Suenaga K, Lee KY, Nakamori M, Tatsumi Y, Takahashi MP, Fujimura H, Jinnai K, Yoshikawa H, Du H, Ares M Jr, Swanson MS, Kimura T.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Pages: e33218
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0033218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel mutation in SCN4A causes severe myotonia and school-age-onset paralytic episodes. (2012)
  • Author(s): Yoshinaga H, Sakoda S, Good JM, Takahashi MP, Kubota T, Arikawa-Hirasawa E, Nakata T, Ohno K, Kitamura T, Kobayashi K, Ohtsuka Y
  • Journal Title: J Neurol Sci Volume: 315 Pages: 15-19
  • DOI: 10.1016/j.jns.2011.12.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel mutation in the calcium channel gene in a family with hypokalemic periodic paralysis. (2011)
  • Author(s): Hirano M, Kokunai Y, Nagai A, Nakamura Y, Saigoh K, Kusunoki S, Takahashi MP.
  • Journal Title: J Neurol Sci Volume: 309 Pages: 9-11
  • DOI: 10.1016/j.jns.2011.07.046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Misregulation of miR-1 processing is associated with heart defects in myotonic dystrophy. (2011)
  • Author(s): Rau F, Freyermuth F, Fugier C, Villemin JP, Fischer MC, Jost B, Dembele D, Gourdon G, Nicole A, Duboc D, Wahbi K, Day JW, et al.
  • Journal Title: Nat Struct Mol Biol. Volume: 18 Pages: 840-845
  • DOI: 10.1038/nsmb.2067
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Misregulated alternative splicing of BIN1 is associated with T tubule alterations and muscle weakness in myotonic dystrophy. (2011)
  • Author(s): Fugier C, Klein AF, Hammer C, Vassilopoulos S, Ivarsson Y, Toussaint A, Tosch V, Vignaud A, Ferry A, Messaddeq N, Kokunai Y, Tsuburaya R, de la Grange P, et al.
  • Journal Title: Nat Med. Volume: 17 Pages: 720-725
  • DOI: 10.1038/nm.2374
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A mutation in a rare type of intron in a sodium-channel gene results in aberrant splicing and causes myotonia. (2011)
  • Author(s): Kubota T, Roca X, Kimura T, Kokunai Y, Nishino I, Sakoda S, Krainer AR, Takahashi MP.
  • Journal Title: Hum Mutat. Volume: 32 Pages: 773-782
  • DOI: 10.1002/humu.21501
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 筋強直性ジストロフィー─異常RNAによる病態機序と新たな治療法の探索 (2011)
  • Author(s): 中森雅之、高橋正紀
  • Journal Title: BRAIN and NERVE Volume: 63 Pages: 1161-68
• [Presentation] 電気生理学的検討が診断に有用であったP480T変異を認めたThomsen病の一例 (2012)
  • Author(s): 加藤秀紀、伊藤鮎子、宅間裕子、佐藤豊大、湯浅浩之、三竹重久、高橋正紀
  • Organizer: 第132回日本神経学会東海北陸地方会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • Year and Date: 2012年3月3日
• [Presentation] 筋強直性ジストロフィー心筋におけるNaチャネルのスプライシング異常 (2011)
  • Author(s): 穀内洋介 中森雅之 木村卓 松村剛 藤村晴俊 佐古田三郎 高橋正紀
  • Organizer: 第52回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • Year and Date: 2011年5月19日
• [Presentation] 重症筋無力症（AChR-MG）を合併したNaチャネルミオトニーの新規変異チャネルの機能解析 (2011)
  • Author(s): 穀内洋介 後藤啓五 久保田智哉 福岡敬晃 佐古田三郎 衣斐達 道勇学 佐橋功 高橋正紀
  • Organizer: 第52回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • Year and Date: 2011年5月19日
• [Presentation] 筋強直性ジストロフィー症における中枢神経スプライシング異常およびその分子機序の解明 (2011)
  • Author(s): 末永浩一 木村卓 Kuang-yung Lee 中森雅之 高橋正紀 松村剛 藤村晴俊 陣内研二 久保秀司 玉置（橋本）知子 ManuelAres Jr Maurice Swanson 芳川浩男
  • Organizer: 第52回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • Year and Date: 2011年5月19日
• [Presentation] Muscleblind-like 1 knockout mice reveal novel splicing defects in the myotonic dystrophy brain (2011)
  • Author(s): T Kimura, K-Y Lee, K Suenaga, M Nakamori, Y Tatsumi, MP Takahashi, H Fujimura, K Jinnai, H Yoshikawa, H Du, M Ares, Jr., MS Swanson
  • Organizer: 8th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • Place of Presentation: 米国 フロリダ
  • Year and Date: 2011年12月2日
• [Presentation] Altered splicing of cardiac sodium channel in heart muscles of myotonic dystrophy type 1 (2011)
  • Author(s): Kokunai Y, Kino Y, Li M, Nakamori M, Itoh H, Kimura T, Matsumura T, Fujimura H, Horie M, Imoto K, Ishiura S, Swanson MS, Nukina N, Sakoda S and Takahashi MP
  • Organizer: 8th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • Place of Presentation: 米国 フロリダ
  • Year and Date: 2011年12月1日
• [Presentation] Muscleblind-like 2 knockout mice: a model for splicing alterations and neurological changes in the DM brain. (2011)
  • Author(s): K Charizanis, K-Y Lee, MM Scotti1, G Xia, L Shiue, MS Cline, M Ares Jr, T Kimura, MP Takahashi, H Fujimura, K Jinnai, H Yoshikawa, MS Swanson
  • Organizer: 8th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • Place of Presentation: 米国 フロリダ
  • Year and Date: 2011年12月1日
• [Presentation] ミオトニー症候群における反復刺激時の漸減現象のメカニズムについて―シミュレーションによる検討 (2011)
  • Author(s): 穀内洋介、久保田智哉、高橋正紀
  • Organizer: 第41回日本臨床神経生理学会・学術大会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター(静岡)
  • Year and Date: 2011年11月11日
• [Presentation] Naチャネル異常症におけるexercise testの再評価 (2011)
  • Author(s): 高橋正紀、久保田智哉、穀内洋介、笠間周平、桐山敬生、佐々木良元、木下正信、後藤啓五、佐橋功
  • Organizer: 第41回日本臨床神経生理学会・学術大会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター(静岡)
  • Year and Date: 2011年11月11日