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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ロングリードシーケンサーを駆使した神経筋疾患の統合的ゲノム解析と病態解明

Research Project

Project/Area Number 23H02829
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

宮武 聡子  横浜市立大学, 附属病院, 准教授 (50637890)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Keywordsロングリードシーケンサー / 神経筋疾患 / 脊髄小脳変性症 / リピート伸長病 / CANVAS / SCA27B / ナノポアシーケンス / ターゲットロングリードシーケンス法
Outline of Annual Research Achievements

本課題は全エクソーム解析を行っても原因が特定できていない神経筋疾患症例を対象に、ショートリード型次世代シーケンサの弱点を補完するロングリード型次世代シーケンサによる統合ゲノム解析を行って遺伝学的要因を同定し、それを起点に分子病態を明らかにして、治療への道筋をつけることを目指すものである。
これまでに、ナノポア全ゲノムロングリードシーケンスを行い、遺伝学的原因未同定の筋萎縮性側索硬化症186例、脊髄小脳変性症75例、眼咽頭遠位型ミオパチー11例のデータを集積した。同疾患症例のデータを統合させて、リピート伸長、構造異常、難読領域の塩基置換バリアント、メチル化の異常等を検索する。また教室に集積している日本人の多数のコントロールデータとの比較を行い、新規遺伝要因の探索を行う。これまでに特に新規のリピート伸長変異の同定に注力し、統計学的手法を取り入れてゲノムワイドな探索を行う解析系を独自に構築した。本解析系を用いて、現在までに筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳変性症、それぞれについて、複数の症例で統計学的に有意なリピート伸長が見られるローカスを新規疾患責任候補領域として抽出している。
また、2023年度に、SCA27B(FGF14-ataxia)について、460例の遺伝学的原因が不明の小脳失調症の日本人症例と1022例の非罹患日本人を対象に、従来のPCRベースの検査法とロングリードシーケンスを併用して詳細に検討し、日本人におけるSCA27Bのゲノム的特徴、およびSCA27Bの発症閾値について新たな知見を見出し、結果はJournal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry誌で出版予定となっている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

2023年度は、69検体(筋萎縮性側索硬化症59例、眼咽頭遠位型ミオパチー10例)についてナノポアロングリードシーケンスを行った。筋萎縮性側索硬化症2例、眼咽頭遠位型ミオパチー1例で別疾患と関連があるリピート領域の伸長が検出され、未知の表現型―遺伝型連関である可能性があり検討中である。眼咽頭遠位型ミオパチー2例は、既知のリピートローカスに伸長が検出された。
また、2023年度は、2022年末に欧米から報告された、新たな脊髄小脳変性症であるSCA27B(FGF14-ataxia)について、460例の遺伝学的原因が不明の小脳失調症の日本人症例と1022例の日本人コントロールを対象に従来のPCRベースの検査法とロングリードシーケンスを併用して詳細に検討した。その結果、FGF14リピートモチーフの多様性と疾患との関連、またそれぞれのリピートモチーフは進化的に別々の由来であることが明らかになった。さらに欧米人と日本人における病的FGF14リピート伸長はそれぞれ別の創始者から由来することが示唆される結果を得て本ローカスが民族多様性を持つこともわかった。これまでSCA27Bについては、疾患を発症するリピート回数の閾値は250回と考えられていたが、民族多様性の影響を受けない、日本人に限定した精密な解析により疾患を発症する閾値が、従来の想定よりさらに短い200回程度と考えられることを見出した。このクライテリアに従うと460 人中14人がSCA27Bと診断された。以上の成果はJournal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry誌で出版予定である。

Strategy for Future Research Activity

現在までに筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳変性症、それぞれについて、複数の症例で統計学的に有意なリピート伸長が見られるローカスを新規疾患責任候補領域として抽出している。今後は、候補変異を別のシーケンス手法を用いて確認、確定させ、次にPCRベースで変異スクリーニングする簡便な系を確立させたのち、これまでに集積している同疾患の検体について変異スクリーニングを行い、同じローカスの変異を持つ症例を検索する。必要に応じてGeneMatcher (https://genematcher.org/) 等を適宜利用し国内外で同じ所見もつ類似症例を検索する。
さらに、リピート伸長が発現に与える影響について種々のゲノム手法を用いて調べ、変異の病原性を明らかにし、さらにはin vitro, in vivo の様々な系での検証へつなげて、病態解明を目指す。
また、構造異常、難読領域の塩基置換バリアント、メチル化の異常等についても、日本人コントロールと比較しながら患者で有意に同定される変化を検出できる解析系を整備し順次探索する。

  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023

All Journal Article (25 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 23 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A Novel Mutation of VPS13D-related Disorders with Parkinsonism2024

    • Author(s)
      Harada Shizuka、Azuma Yoshiteru、Misumi Yohei、Hayashi Hirotaka、Matsubara Soichiro、Nakahara Keiichi、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi、Ueda Mitsuharu
    • Journal Title

      Internal Medicine

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.2169/internalmedicine.3101-23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of hidden intronic DDC variant in aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency by adaptive sampling2024

    • Author(s)
      Koshimizu Eriko、Kato Mitsuhiro、Misawa Kazuharu、Uchiyama Yuri、Tsuchida Naomi、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Mizuguchi Takeshi、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 69 Pages: 153~157

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01217-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel compound heterozygous ABCA2 variants cause IDPOGSA, a variable phenotypic syndrome with intellectual disability2024

    • Author(s)
      Inoue Yuta、Tsuchida Naomi、Kim Chong Ae、de Oliveira Stephan Bruno、Castro Matheus Augusto Araujo、Honjo Rachel Sayuri、Bertola Debora Romeo、Uchiyama Yuri、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Koshimizu Eriko、Misawa Kazuharu、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 69 Pages: 163~167

    • DOI

      10.1038/s10038-024-01219-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A case of Bloom syndrome manifesting with therapy-related myelodysplastic syndromes harboring a novel BLM gene variant2024

    • Author(s)
      Ohashi Takuma、Kunimoto Hiroyoshi、Nukui Jun、Teshigawara Haruka、Koyama Satoshi、Miyazaki Takuya、Hagihara Maki、Matsumoto Kenji、Koshimizu Eriko、Tsuchida Naomi、Hamanoue Haruka、Miyatake Satoko、Yachie Akihiro、Matsumoto Naomichi、Nakajima Hideaki
    • Journal Title

      International Journal of Hematology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s12185-024-03751-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FGF14 GAA repeat expansion and ZFHX3 GGC repeat expansion in clinically diagnosed multiple system atrophy patients2024

    • Author(s)
      Matsushima Masaaki、Yaguchi Hiroaki、Koshimizu Eriko、Kudo Akihiko、Shirai Shinichi、Matsuoka Takeshi、Ura Shigehisa、Kawashima Atsushi、Fukazawa Toshiyuki、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi、Yabe Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Neurology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00415-024-12308-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association of biallelic RFC1 expansion with early-onset Parkinson's disease2023

    • Author(s)
      Ylikotila Pauli、Sipila Jussi、Alapirtti Tiina、Ahmasalo Riitta、Koshimizu Eriko、Miyatake Satoko、Hurme‐Niiranen Anri、Siitonen Ari、Doi Hiroshi、Tanaka Fumiaki、Matsumoto Naomichi、Majamaa Kari、Kytovuori Laura
    • Journal Title

      European Journal of Neurology

      Volume: 30 Pages: 1256~1261

    • DOI

      10.1111/ene.15717

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Skeletal anomaly and opisthotonus in early-onset epileptic encephalopathy with KCNQ2 abnormality2023

    • Author(s)
      Kawano Osamu、Saito Takashi、Sumitomo Noriko、Takeshita Eri、Shimizu-Motohashi Yuko、Nakagawa Eiji、Mizuma Kanako、Tanifuji Sachiko、Itai Toshiyuki、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi、Takahashi Yuji、Mizusawa Hidehiro、Sasaki Masayuki
    • Journal Title

      Brain and Development

      Volume: 45 Pages: 231~236

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2022.12.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distal arthrogryposis in a girl arising from a novel TNNI2 variant inherited from paternal somatic mosaicism2023

    • Author(s)
      Seyama Rie、Uchiyama Yuri、Kaneshi Yosuke、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Tsuchida Naomi、Koshimizu Eriko、Misawa Kazuharu、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Makino Shintaro、Itakura Atsuo、Okamoto Nobuhiko、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 68 Pages: 363~367

    • DOI

      10.1038/s10038-022-01117-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three KINSSHIP syndrome patients with mosaic and germline AFF3 variants2023

    • Author(s)
      Inoue Yuta、Tsuchida Naomi、Okamoto Nobuhiko、Shuichi Shimakawa、Ohashi Kei、Saitoh Shinji、Ogawa Atsushi、Hamada Keisuke、Sakamoto Masamune、Miyake Noriko、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Koshimizu Eriko、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Ogata Kazuhiro、Uchiyama Yuri、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Clinical Genetics

      Volume: 103 Pages: 590~595

    • DOI

      10.1111/cge.14292

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical diversity and molecular mechanism of VPS35L-associated Ritscher-Schinzel syndrome2023

    • Author(s)
      Otsuji Shiomi、Nishio Yosuke、Tsujita Maki、Rio Marlene、Huber Celine;line、Anton-Plagaro Carlos、Mizuno Seiji、Kawano Yoshihiko、Miyatake Satoko、Simon Marleen、van Binsbergen Ellen、van Jaarsveld Richard H、Matsumoto Naomichi、Cormier-Daire Valerie、J.Cullen Peter、Saitoh Shinji、Kato Kohji
    • Journal Title

      Journal of Medical Genetics

      Volume: 60 Pages: 359~367

    • DOI

      10.1136/jmg-2022-108602

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Association between cerebrospinal fluid parameters and developmental and neurological status in glucose transporter 1 deficiency syndrome2023

    • Author(s)
      Nabatame Shin、et al., Miyatake Satoko et al., Ozono Keiichi
    • Journal Title

      Journal of the Neurological Sciences

      Volume: 447 Pages: 120597~120597

    • DOI

      10.1016/j.jns.2023.120597

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A missense variant at the RAC1-PAK1 binding site of RAC1 inactivates downstream signaling in VACTERL association2023

    • Author(s)
      Seyama Rie et al., Miyatake Satoko et sl., Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-023-36381-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biallelic structural variations within FGF12 detected by long-read sequencing in epilepsy2023

    • Author(s)
      Ohori Sachiko., et al., Miyatake Satoko et al., Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 6 Pages: e202302025

    • DOI

      10.26508/lsa.202302025

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long-read sequencing revealing intragenic deletions in exome-negative spastic paraplegias2023

    • Author(s)
      Fukuda Hiromi、Mizuguchi Takeshi、Doi Hiroshi、Kameyama Shinichi、Kunii Misako、Joki Hideto、Takahashi Tatsuya、Komiya Hiroyasu、Sasaki Mei、Miyaji Yosuke、Ohori Sachiko、Koshimizu Eriko、Uchiyama Yuri、Tsuchida Naomi、Fujita Atsushi、Hamanaka Kohei、Misawa Kazuharu、Miyatake Satoko、Tanaka Fumiaki、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 68 Pages: 689~697

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01170-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Case series: Downbeat nystagmus in SCA27B2023

    • Author(s)
      Shirai Shinichi、Mizushima Keiichi、Fujiwara Keishi、Koshimizu Eriko、Matsushima Masaaki、Miyatake Satoko、Iwata Ikuko、Yaguchi Hiroaki、Matsumoto Naomichi、Yabe Ichiro
    • Journal Title

      Journal of the Neurological Sciences

      Volume: 454 Pages: 120849~120849

    • DOI

      10.1016/j.jns.2023.120849

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel missense variants cause intermediate phenotypes in the phenotypic spectrum of SLC5A6-related disorders2023

    • Author(s)
      Utsuno Yasuhiro、Hamada Keisuke、Hamanaka Kohei、Miyoshi Keita、Tsuchimoto Keiji、Sunada Satoshi、Itai Toshiyuki、Sakamoto Masamune、Tsuchida Naomi、Uchiyama Yuri、Koshimizu Eriko、Fujita Atsushi、Miyatake Satoko、Misawa Kazuharu、Mizuguchi Takeshi、Kato Yasuhito、Saito Kuniaki、Ogata Kazuhiro、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 69 Pages: 69~77

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01206-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A heterozygous germline deletion within USP8 causes severe neurodevelopmental delay with multiorgan abnormalities2023

    • Author(s)
      Sakamoto Masamune、Kurosawa Kenji、Tanoue Koji、Iwama Kazuhiro、Ishida Fumihiko、Watanabe Yoshihiro、Okamoto Nobuhiko、Tsuchida Naomi、Uchiyama Yuri、Koshimizu Eriko、Fujita Atsushi、Misawa Kazuharu、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 69 Pages: 85~90

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01209-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Modified Histones from Oral Mucosa of a Patient with DYT-KMT2B Dystonia2023

    • Author(s)
      Sugeno Naoto、Hasegawa Takafumi、Haginoya Kazuhiro、Kubota Takafumi、Ikeda Kensuke、Nakamura Takaaki、Ishiyama Shun、Sato Kazuki、Yoshida Shun、Koshimizu Eriko、Uematsu Mitsugu、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi、Aoki Masashi
    • Journal Title

      Molecular Syndromology

      Volume: 14 Pages: 461~468

    • DOI

      10.1159/000530625

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complete SAMD12 repeat expansion sequencing in a four-generation BAFME1 family with anticipation2023

    • Author(s)
      Mizuguchi Takeshi、Toyota Tomoko、Koshimizu Eriko、Kameyama Shinichi、Fukuda Hiromi、Tsuchida Naomi、Uchiyama Yuri、Hamanaka Kohei、Fujita Atsushi、Misawa Kazuharu、Miyatake Satoko、Adachi Hiroaki、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 68 Pages: 875~878

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01187-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RNA Foci in Two bi-Allelic RFC1 Expansion Carriers2023

    • Author(s)
      Wada Taishi., et al., Miyatake Satoko, et al., Tanaka Fumiaki
    • Journal Title

      Annals of Neurology

      Volume: 95 Pages: 607~613

    • DOI

      10.1002/ana.26848

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prevalence of repeat expansions causing autosomal dominant spinocerebellar ataxias in Hokkaido, the northernmost island of Japan2023

    • Author(s)
      Mizushima Keiichi、Shibata Yuka、Shirai Shinichi、Matsushima Masaaki、Miyatake Satoko、Iwata Ikuko、Yaguchi Hiroaki、Matsumoto Naomichi、Yabe Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 69 Pages: 27~31

    • DOI

      10.1038/s10038-023-01200-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential risks associated with laparoscopic gastrostomy in patients with the COL4A1 variant: Two case reports2023

    • Author(s)
      Deguchi Koichi、Saka Ryuta、Todo Marie、Toyama Chiyoshi、Watanabe Miho、Masahata Kazunori、Kamiyama Masafumi、Tazuke Yuko、Nabatame Shin、Itai Toshiyuki、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi、Okuyama Hiroomi
    • Journal Title

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      Volume: 17 Pages: -

    • DOI

      10.1111/ases.13269

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 運動発達遅滞, 眼球上転発作で発症し, 反復する一過性片麻痺を呈し, CACNA1A遺伝子変異が同定された1例2023

    • Author(s)
      齊木健人, 森雅人, 濱中耕平, 宮武聡子, 松本直通, 平本龍吾, 佐々木征行
    • Journal Title

      小児科臨床

      Volume: 76(3) Pages: 391-394

  • [Journal Article] 特徴的な脳波速波活動を認め臭化カリウムが有効であったGABRB3関連てんかんの1例2023

    • Author(s)
      品川 穣, 水野 むつみ, 秋山 麻里, 竹内 章人, 板井 俊幸, 宮武 聡子, 松本 直通, 加藤 光広, 小林 勝弘
    • Journal Title

      脳と発達

      Volume: 55(3) Pages: 212-216

  • [Journal Article] Genome-wide identification of tandem repeats associated with splicing variation across 49 tissues in humans2023

    • Author(s)
      Hamanaka Kohei、Yamauchi Daisuke、Koshimizu Eriko、Watase Kei、Mogushi Kaoru、Ishikawa Kinya、Mizusawa Hidehiro、Tsuchida Naomi、Uchiyama Yuri、Fujita Atsushi、Misawa Kazuharu、Mizuguchi Takeshi、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi
    • Journal Title

      Genome Research

      Volume: 33 Pages: 435~447

    • DOI

      10.1101/gr.277335.122

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CANVASにおけるリピート配列の多様性2023

    • Author(s)
      宮武聡子
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会(シンポジウム26)
  • [Presentation] Rapid screening of repeat expansion diseases using nanopore sequencer2023

    • Author(s)
      宮武聡子
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] リピート伸長病の検出方法2023

    • Inventor(s)
      松本直通、宮武聡子、輿水江里子、藤田京志
    • Industrial Property Rights Holder
      横浜市立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-184169

URL: 

Published: 2024-12-25  

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