Molecular pathogenesis of beta1 tubulin disorders

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26461413
• Research Institution: National Hospital Organization Nagoya Medical Center
• Principal Investigator: 國島 伸治 独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター), その他部局等, 室長 (60373495)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 巨核球 / 血小板 / 微小管 / チューブリン

Outline of Annual Research Achievements

先天性巨大血小板症の解析において同定したβ1チューブリン異常症の病因病態解析を行った。正常血小板ではβ１／αチューブリンから構成される環状の微小管構造が正常な円盤状形態を保つが、患者血小板ではαチューブリン発現は極めて低下し、β１チューブリンはオリゴマーとして解れた縄状の構造を示した。患者はTUBB1 p.F260S変異のヘテロ接合体であり、家系内で血小板減少を呈する患者は全て本変異のヘテロ接合体であった。CHO細胞を用いた強制発現実験において、変異型β1チューブリンは内因性αチューブリンと微小管構成することなく凝集した。変異型β1チューブリンを発現させた培養巨核球では、胞体突起形成を介した血小板産生は観察されず、細胞質破裂による大型血小板産生を示した。放出された血小板様粒子では、患者血小板と同様にβ1チューブリンの異常構造が観察された。

犬および大型猫類において先天性巨大血小板症との関連性が報告されているTubb1変異体の機能解析を行った。CHO細胞を用いた強制発現実験において、犬猫変異は１）ヒト変異と同様の異常凝集を示す、２）弱い発現量では微小管構造をとるが強い発現量では凝集する、３）正常な微小管構造をとる、変異に分類され、いくつかの変異は機能的多型であることが示唆された。

p.F260S変異をテトラサイクリン発現誘導プラスミド（Tet-on）に組み込み、テトラサイクリン発現誘導応答性の安定発現CHO細胞を樹立した。Tet-on誘導により、野生型β1チューブリンの発現は微小管構成、細胞増殖、細胞周期、細胞形態に影響を与えなかったが、変異型β1チューブリン発現によりαチューブリン発現の低下とβ1チューブリン凝集を呈し、G1 arrestにより細胞増殖が抑制された。

Research Products

• [Int'l Joint Research] CRBM-CNRS(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: CRBM-CNRS
• [Journal Article] Rare variants in GP1BB are responsible for autosomal dominant macrothrombocytopenia (2017)
  • Author(s): Sivapalaratnam S, Westbury SK, Stephens JC, Greene D, Downes K, Kelly AM, Lentaigne CE, Astle W, Huizinga EG, Nurden P, Papadia S, Peerlinck K, Penkett CJ, Perry DJ, Rougley C, Simeoni I, Stirrups K, Hart DP, Tait RC, Mumford AD, NIHR BioResources, Laffan MA, Freson K, Ouwehand WH, Kunishima S, Turro E
  • Journal Title: Blood Volume: 129 Pages: 520-4
  • DOI: doi: 10.1182/blood-2016-08-732248
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Functional characterization of a novel GFI1B mutation causing congenital macrothrombocytopenia (2016)
  • Author(s): Kitamura K, Okuno Y, Yoshida K, Sanada M, Shiraishi Y, Muramatsu H, Kobayashi R, Furukawa K, Miyano S, Kojima S, Ogawa S, Kunishima S
  • Journal Title: J Thromb Haemost Volume: 14 Pages: 1462-9
  • DOI: doi: 10.1111/jth.13350
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 新規検査法により診断された先天性巨大血小板症 (2016)
  • Author(s): 國島伸治 北村勝誠 山村喜美
  • Organizer: 第70回国立病院総合医学会
  • Place of Presentation: 那覇
  • Year and Date: 2016-11-11 – 2016-11-12
• [Presentation] Differential diagnosis of congenital macrothrombocytopenia -12-year experience in Nagoya- (2016)
  • Author(s): Kunishima S, Saito H
  • Organizer: Platelets2016: 9th International Symposium
  • Place of Presentation: Wellesley, Massachusette, USA
  • Year and Date: 2016-09-16 – 2016-09-20
• [Presentation] MYH9異常症遺伝子診断のための好中球ミオシン局在解析の細分類 (2016)
  • Author(s): 國島伸治 嘉田晃子 Hao Jihong 北村勝誠
  • Organizer: 第38回日本血栓止血学会学術集会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2016-06-16 – 2016-06-18
• [Presentation] Further classification of neutrophil non-muscle myosin heavy chain IIA localization for efficient genetic diagnosis of MYH9 disorders (2016)
  • Author(s): Kunishima S, Kada A, Hao J
  • Organizer: XXIX International Symposium on Technical Innovations in Laboratory Hematology
  • Place of Presentation: Milano, Italy
  • Year and Date: 2016-05-12 – 2016-05-14
  • Int'l Joint Research
• [Book] 小児の症候群 (2016)
  • Author(s): 國島伸治
  • Total Pages: 511
  • Publisher: 診断と治療社
• [Book] 血液科研修ノート (2016)
  • Author(s): 國島伸治
  • Total Pages: 533
  • Publisher: 診断と治療社
• [Remarks] 名古屋医療センター
  • URL: http://www.nnh.go.jp