心筋サルコメアの遺伝子異常に起因する洞不全症候群の分子病態の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26860572
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 石川 泰輔 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (60708692)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 徐脈 / 不整脈 / 遺伝子異常 / 変異 / 次世代シークエンサー / ターゲットシークエンス / チャネル / サルコメア

Outline of Annual Research Achievements

洞不全症候群は一般に基礎心疾患に続いて二次的に発生することが多いが、一部の患者では基礎心疾患なしに発症することがあり、その一部は遺伝子異常に起因する。本年は昨年度国際誌に報告を行った心筋サルコメア遺伝子MYH6変異に続き、いまだ未知の原因を見つけるために、心臓に発現するとされる心臓遺伝子200個を選び、次世代シークエンサー(NGS)を用いたターゲットシークエンスにより原因遺伝子を探索した。その結果、これまでのサンガーシークエンスによるスクリーニングでは約3分の1の患者においてしか変異を見いだせなかったが、NGSにより新たに約3分の1の患者に病因変異の候補を見つけることができた。この中には既知の原因遺伝子だけでなく、これまでに報告のない新規原因遺伝子も2つ含まれていた。今回採用した、心臓遺伝子を対象としたNGS解析は、費用対効果の高い遺伝子変異解析技術であった。
続いて各原因遺伝子変異の機能解析を行い、病態の検討を行った。まず既知の原因遺伝子として、昨年度報告したMYH6変異が3例、TBX5変異が3例、HCN4変異が1例見つかった。HCN4変異はパッチクランプ法によってチャネル機能を検討したところ、変異保有者にみられる徐脈を証明する機能喪失型変異であることが分かった。
また新規原因遺伝子として、チャネル遺伝子Xを見つけた。これは3世代にわたり、青年期から発症する重症徐脈患者に見いだされた。ヒト心房筋cDNAライブラリより目的のチャネル遺伝子cDNAをクローニングし、強制発現系を用いて機能解析を行った。その結果、チャネルそのものは細胞膜に存在し、多量体の形成には成功するものの、イオンチャネルとしての機能が著しく阻害されており、洞結節や心房興奮の興奮発生・拡散を早期に遮断すると推察された。現在、この研究結果を論文にまとめているところである。

Research Products

• [Journal Article] Genetic defects in a His-Purkinje system transcription factor, IRX3, cause lethal cardiac arrhythmias (2016)
  • Author(s): Koizumi, A. Sasano, T. Kimura, W. Miyamoto, Y. Aiba, T. Ishikawa, T. Nogami, A. Fukamizu, S. Sakurada, H. Takahashi, Y. Nakamura, H. Ishikura, T. Koseki, H. Arimura, T. Kimura, A. Hirao, K. Isobe, M. Shimizu, W. Miura, N. Furukawa, T.
  • Journal Title: European Heart Journal Volume: In press Pages: In press
  • DOI: 10.1093/eurheartj/ehv449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inherited bradyarrhythmia: A diverse genetic background (2016)
  • Author(s): Ishikawa, Taisuke Tsuji, Yukiomi Makita, Naomasa
  • Journal Title: Journal of Arrhythmia Volume: In press Pages: In press
  • DOI: 10.1016/j.joa.2015.09.009
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Novel mutation in the alpha-myosin heavy chain gene is associated with sick sinus syndrome (2015)
  • Author(s): Ishikawa, T. Jou, C. J. Nogami, A. Kowase, S. Arrington, C. B. Barnett, S. M. Harrell, D. T. Arimura, T. Tsuji, Y. Kimura, A. Makita, N.
  • Journal Title: Circulation Arrhythmia and Electrophysiology Volume: 8 Pages: 400-408
  • DOI: 10.1161/CIRCEP.114.002534
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Genotype-dependent differences in age of manifestation and arrhythmia complications in short QT syndrome (2015)
  • Author(s): Harrell, D. T. Ashihara, T. Ishikawa, T. Tominaga, I. Mazzanti, A. Takahashi, K. Oginosawa, Y. Abe, H. Maemura, K. Sumitomo, N. Uno, K. Takano, M. Priori, S. G. Makita, N.
  • Journal Title: International Journal of Cardiology Volume: 190 Pages: 393-402
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.04.090
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 徐脈性疾患と分子遺伝学 (2015)
  • Author(s): 石川泰輔 蒔田直昌
  • Journal Title: 循環器内科 Volume: 4 Pages: 360-365
• [Presentation] Naチャネル遺伝子のバリエーションと致死性不整脈の罹患性との関連 (2016)
  • Author(s): 蒔田直昌 石川泰輔
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-23 – 2016-03-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dose-Sensitive Relationship of an SCN10A Pore Mutation and Enhancer SNPs Identified in a Brugada Syndrome Family with Different Expressivity (2016)
  • Author(s): Ishikawa, T. Ohkubo, K. Yamaguchi, R. Harrell, D. T. Tsuji, Y. Watanabe, I. Makita, N.
  • Organizer: 第80回日本循環器学会学術集会
  • Place of Presentation: 仙台国際会議場(宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-18 – 2016-03-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 家族性心臓伝導障害に同定されたコネキシン遺伝子変異とその機能異常 (2015)
  • Author(s): 石川泰輔 西井明子 斎藤加代子 三嶋博之 大槻早紀 稲田慎 ダニエルハーレル 辻幸臣 中沢一雄 吉浦孝一郎 萩原誠久 蒔田直昌
  • Organizer: 心血管膜輸送研究会2015
  • Place of Presentation: 生理学研究所（愛知県・岡崎市）
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-30
• [Presentation] 乳幼児突然死症例に対する次世代シークエンサーを用いた脂肪酸代謝異常の遺伝子解析 (2015)
  • Author(s): 大崎琢弥 山本琢磨 石川泰輔 三嶋博之 深堀友希 梅原敬弘 村瀬壮彦 吉浦孝一郎 蒔田直昌 池松和哉
  • Organizer: 日本法医学会学術九州地方集会
  • Place of Presentation: 宮崎大学（宮崎県・宮崎市）
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-16
• [Presentation] 重症不整脈を伴うQT延長症候群の新規原因遺伝子CALM2の同定 (2015)
  • Author(s): 石川泰輔 須田憲治 本村秀樹 山本雄大 牧山武 ダニエルハーレル 辻幸臣 蒔田直昌
  • Organizer: 第66回西日本生理学会
  • Place of Presentation: 久留米大学（福岡県・久留米市）
  • Year and Date: 2015-10-10 – 2015-10-10
• [Presentation] Meta-analysis of Short QT Syndrome discloses genotype-dependent clinical characteristics in age of manifestation and arrhythmia complications. (2015)
  • Author(s): Harrell, D. T. Ashihara, T. Ishikawa, T. Mazzanti, A. Takahashi, K. Oginosawa, Y. Abe, H. Maemura, K. Sumitomo, N. Uno, K. Takano, M. Priori, S. G. Makita, N.
  • Organizer: 第30回日本不整脈学会学術大会・第32回日本心電学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dose-Sensitive Relationship of an SCN10A Pore Mutation and Enhancer SNPS Identified in a Brugada Syndrome Family with Different Expressivity (2015)
  • Author(s): Ishikawa, T. Ohkubo, K. Yamaguchi, R. Harrell, D. T. Tsuji, Y. Watanabe, I. Makita, N.
  • Organizer: Heart Rhythm Society
  • Place of Presentation: ﾎﾞｽﾄﾝ（米国）
  • Year and Date: 2015-05-15 – 2015-05-15
  • Int'l Joint Research
• [Book] 不整脈症候群－遺伝子変異から不整脈治療を捉えるー (2015)
  • Author(s): 池田隆徳 清水渉 高橋尚彦
  • Total Pages: 82-85
  • Publisher: 南江堂