アジアのT2欠損症およびHSD10病の遺伝子変異の同定と遺伝子型、表現型の解析

• 研究課題/領域番号: 15K01693
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用健康科学
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 青山 友佳 中部大学, 臨床検査技術教育・実習センター, 講師 (40460498)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 先天代謝異常症 / ケトン体代謝 / β-ケトチオラーゼ / ACAT1 / スプライシング異常 / minigene splice実験 / HSD10病 / 先天性ケトン体代謝異常症 / T2欠損症 / ACAT1遺伝子 / HSD17B10遺伝子 / HSD17B10 / スプライシング / Minigene splicing 実験

研究成果の概要

アジアのT2欠損症を疑う症例について責任遺伝子ACAT1の解析を行った。インドの1症例にて、イントロン2内のスプライスアクセプター部位のポリピリミジン領域にc.121-13T>Aのホモ接合性の変異を認めた。患者皮膚線維芽細胞によるシクロへキシミド存在下培養条件でのcDNA解析ではエクソン3のスキップが認められたため、この変異がT2欠損症を引き起こすかを証明するためminigene splicing実験の確立を行った。解析の結果、エクソン3のスキップを証明し、ACAT1遺伝子イントロン2のc.121-13の位置は、もともとの認識が低いことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

T2欠損症とHSD10病に関する遺伝子解析は、アジアの国々ではまだ研究が進んでいない国もあり診断が難しい状況にある。本研究では、ACAT1遺伝子のスプライスアクセプター部位のポリピリミジン領域存在するc.121-13T>Aのホモ接合性の変異がT2欠損症を引き起こすことをminigene splicing実験にて明らかにした。これら実験系の確立およびスプライシング異常を引き起こす変異の同定は、T2欠損症だけでなく他疾患においても診断の助けとなるはずである。

研究成果

• [国際共同研究] Sohag University(エジプト)
• [国際共同研究] Sohang University(Egypt)
• [国際共同研究] KMC, Manipal University/Rainbow Hospital for Women and Children/MILS International India(India)
• [国際共同研究] Tripoli University(リビア)
• [国際共同研究] National Children’s Hospital/Vinmec International Hospital/Ministry of Science and Technology(ベトナム)
• [国際共同研究] Sohang University(Egypt)
• [国際共同研究] Catholic University of the Sacred Heart/Niguarda Ca’ Granda Metropolitan Hospi.(Italy)
• [国際共同研究] KMC, Manipal University(India)
• [雑誌論文] Recent advances in understanding beta-ketothiolase (mitochondrial acetoacetyl-CoA thiolase, T2) deficiency (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukao T, Sasai H, Aoyama Y, Otsuka H, Ago Y, Matsumoto H, Abdelkreem E.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 64 号: 2 ページ: 99-111
  • DOI: 10.1038/s10038-018-0524-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intronic antisense Alu elements have a negative splicing effect on the inclusion of adjacent downstream exons (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakama M, Otsuka H, Ago Y, Sasai H, Abdelkreem E, Aoyama Y, Fukao T.
  • 雑誌名: Gene 巻: 664 ページ: 84-89
  • DOI: 10.1016/j.gene.2018.04.064
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Heterozygous carriers of succinyl-CoA:3-oxoacid CoA transferase deficiency can develop severe ketoacidosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Aoyama Y, Otsuka H, Abdelkreem E, Naiki Y, Kubota M, Sekine Y, Itoh M, Nakama M, Ohnishi H, Fujiki R, Ohara O, Fukao T
  • 雑誌名: Journal of Inherited Metabolic Disease 巻: 40 号: 6 ページ: 845-852
  • DOI: 10.1007/s10545-017-0065-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Japanese Male Siblings with 2-Methyl-3-Hydroxybutyryl-CoA Dehydrogenase Deficiency (HSD10 Disease) Without Neurological Regression (2017)
  • 著者名/発表者名: Akagawa S, Fukao T, Akagawa Y, Sasai H, Kohdera U, Kino M, Shigematsu Y, Aoyama Y, Kaneko K
  • 雑誌名: JIMD reports 巻: 32 ページ: 81-85
  • DOI: 10.1007/8904_2016_570
  • ISBN: 9783662543849, 9783662543856
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and Mutational Characterizations of Ten Indian Patients with Beta-Ketothiolase Deficiency (2017)
  • 著者名/発表者名: Abdelkreem E, Akella RR, Dave U, Sane S, Otsuka H, Sasai H, Aoyama Y, Nakama M, Ohnishi H, Mahmoud S, Abd El Aal M, Fukao T
  • 雑誌名: JIMD reports 巻: 印刷中 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1007/8904_2016_26
  • ISBN: 9783662558324, 9783662558331
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-nucleotide substitution T to A in the polypyrimidine stretch at the splice acceptor site of intron 9 causes exon 10 skipping in the ACAT1 gene. Molecular Genetics and Genomic Medicine (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Aoyama Y, Otsuka H, Abdelkreem E, Nakama M, Hori T, Ohnishi H, Turner L, Fukao T
  • 雑誌名: Molecular Genetics and Genomic Medicine 巻: 5 号: 2 ページ: 177-184
  • DOI: 10.1002/mgg3.275
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Two Libyan siblings with beta-ketothiolase deficiency: A case report and review of literature (2017)
  • 著者名/発表者名: Abdelkreem E, Alobaidy H, Aoyama Y, Mahmoud S, El Aal MA, Fukao T
  • 雑誌名: The Egyptian Journal of Medical Human Genetics 巻: 18 号: 2 ページ: 100-203
  • DOI: 10.1016/j.ejmhg.2016.11.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization and outcome of 41 patients with beta-ketothiolase deficiency: 10 years’ experience of a medical center in northern Vietnam (2017)
  • 著者名/発表者名: Nguyen KN, Abdelkreem E, Colombo R, Hasegawa Y, Can NT, Bui TP, Le HT, Tran MT, Nguyen HT, Trinh HT, Aoyama Y, Sasai H, Yamaguchi S, Fukao T, Vu DC
  • 雑誌名: Journal of Inherited Metabolic Disease 巻: 40 号: 3 ページ: 395-401
  • DOI: 10.1007/s10545-017-0026-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel mutation (c.121-13T>A) in the polypyrimidine tract of the splice acceptor site of intron 2 causes exon 3 skipping in mitochondrial acetoacetyl-CoA thiolase gene (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoyama Y, Sasai H, Abdelkreem E, Otsuka H, Nakama M, Kumar S, Aroor S,Shukla A, Fukao T
  • 雑誌名: Molecular Medicine Reports 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 3879-3884
  • DOI: 10.3892/mmr.2017.6434
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Beta-Ketothiolase Deficiency: Resolving Challenges in Diagnosis. Journal of Inborn Errors of Metabolism and Screening (2016)
  • 著者名/発表者名: Abdelkreem E, Otsuka H, Sasai H, Aoyama Y, Hori T, Abd El Aal M, Mahmoud S, Fukao T
  • 雑誌名: Journal of Inborn Errors of Metabolism & Screening 巻: 4 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1177/2326409816636644
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exon 10 skipping in ACAT1 caused by a novel c.949G>A mutation located at an exonic splice enhancer site (2016)
  • 著者名/発表者名: Otsuka H, Sasai H, Nakama M, Aoyama Y, Abdelkreem E, Ohnishi H, Konstantopoulou V, Sass JO, Fukao T
  • 雑誌名: Molecular Medicine Reports 巻: 14 号: 5 ページ: 4906-4910
  • DOI: 10.3892/mmr.2016.5819
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA（HMGCL）lyase欠損症における新たな遺伝子診断法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山友佳
  • 雑誌名: 中部大学生命健康科学研究所紀要 巻: 12 ページ: 87-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of multiplex ligation-dependent probe amplification, and identification of a heterozygous Alu-associated deletion and a uniparental disomy of chromosome 1 in two patients with 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency (2015)
  • 著者名/発表者名: Aoyama Y, Yamamoto T, Sakaguchi N, Ishige M, Tanaka T, Ichihara T, Ohara K, Kouzan H, Kinosada Y, Fukao T.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Medicine 巻: 35 号: 6 ページ: 1554-1560
  • DOI: 10.3892/ijmm.2015.2184
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ACAT1遺伝子におけるイントロン9のsplice acceptor siteのpoly T/C stretch変異はエクソン10のスキップをきたす (2018)
  • 著者名/発表者名: 笹井英雄、中原茉保、宮部亜里紗、仲間美奈、大塚博樹、松本英樹、吾郷耕彦 青山友佳、深尾敏幸
  • 学会等名: 第109回東海臨床遺伝・代謝懇話会
• [学会発表] Functional analysis of mutant recombinant HSD17B10 proteins using an E. Coli expression system (2018)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Ohnishi H, Akagawa S, Akiba K, Hasegawa Y, Kobayashi M, Otsuka H, Aoyama Y, Ago Y, Fukao T.
  • 学会等名: Annual Symposium of the Society for the Study of Inborn Errors of Metabolism
  • 国際学会
• [学会発表] 日本におけるHMGCS欠損症患者の変異酵素の特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吾郷耕彦、大塚博樹、Elsayed Abdelkreem、笹井英雄、仲間美奈、青山友佳、西村洋子、中島葉子、伊藤哲哉、深尾敏幸、渡邊順子、福井香織、秋山和政、李知子
  • 学会等名: 第60回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] 乳児期の3ヒドロキシ酪酸脱水素酵素(Bdh1)KOマウスにおける絶食負荷試験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大塚博樹、木村豪、吾郷耕彦、仲間美奈、Elsayed Abdelkreem、青山友佳、松本英樹、笹井英雄、大西秀典、深尾敏幸
  • 学会等名: 第60回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] Heterozygous carriers of succinyl-CoA:3-oxoacid CoA transferase deficiency can develop severe ketoacidosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Aoyama Y, Otsuka H, Abdelkreem E, Naiki Y, Kubota M, Sekine Y, Itoh M, Nakama M, Ohnishi H, Fujiki R, Ohara O, Fukao T
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Human Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] 絶食負荷試験において3 ヒドロキシ酪酸脱水素酵素 (Bdh1) KOマウスではケトン体産生が障害される (2017)
  • 著者名/発表者名: 大塚博樹、木村豪、吾郷耕彦、仲間美奈、Abdelkreem Elsayed, 青山友佳、笹井英雄、大西秀典、大沢匡毅、川島祐介、小原収、山口清次、深尾敏幸
  • 学会等名: 第58回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] リコンビナントHSD17B10タンパクを用いたHSD10病の病態解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 笹井英雄、大西秀典、赤川翔平、秋葉和壽、長谷川行洋、小林正久、大塚博樹、青山友佳、深尾敏幸
  • 学会等名: 第58回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] Pathophysiology of 3-Hydroxybutyrate Dehydrogenase (3HBD) deficiency in Ketone Body Metabolism using a Bdh1 Knockout Mouse Model (2017)
  • 著者名/発表者名: Otsuka H, Kimura T, Ago Y, Sasai H, Nakama M, Aoyama Y, Abdelkreem E, Ohnishi H, Osawa M, Yamaguchi S, Kawashima Y, Ohara O, Fukao T
  • 学会等名: International Congress of Inborn Errors of Metabolism
  • 国際学会
• [学会発表] Heterozygous carriers of succinyl-CoA:3-oxoacid CoA transferase deficiency can develop severe ketoacidosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Aoyama Y, Otsuka H, Abdelkreem E, Naiki Y, Kubota M, Sekine Y, Itoh M, Nakama M, Ohnishi H, Fujiki R, Ohara O, Fukao T
  • 学会等名: International Congress of Inborn Errors of Metabolism
  • 国際学会
• [学会発表] 3 ヒドロキシ酪酸脱水素酵素Bdh1 KO マウスの作成とその病態解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大塚博樹、木村 豪、仲間美奈、Elsayed Abdelkreem、青山友佳、笹井英雄、大西秀典、大沢匡毅、深尾敏幸
  • 学会等名: 第58回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都、新宿）
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] Clinical and mutational characterizations of 10 Indian patients with beta-ketothiolase deficiency (2016)
  • 著者名/発表者名: Elsayed Abdelkreem, Radha Rama Devi Akella, Usha Dave, Sudhir Sane, Hiroki Otsuka, Hideo Sasai, Yuka Aoyama, Mina Nakama, Hidenori Ohnishi, Shaimaa Mahmoud, Mohamed Abd El Aal, Toshiyuki Fukao
  • 学会等名: 第58回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都、新宿）
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] An c. IVS9-9 T >A substitution identified in beta-ketothiolase deficient patients results in exon 10 skipping in most transcripts of ACAT1 gene (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukao T, Sasai H, Otsuka H, Aoyama Y, Elsayed A, Nakama M, Hori T, Ohnishi H, Turner L, Sweetman L
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn errors of metabolism
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Oral glucose tolerance tests in Japanese citrin-deficient siblings before and after MCT-oil supplementation (2016)
  • 著者名/発表者名: Otsuka H, Sasai H, Nakama M, Aoyama Y, Abdelkreem E, Kawamoto N, Kawamoto M, Ohnishi H, Numakura C, Hayasaka K, Fukao T
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn errors of metabolism
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2016-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] ACAT1 遺伝子イントロン2 のc.121-13T ＞ A によるエクソン3スキップとスプライシングの予測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 青山友佳、笹井英雄、大塚博樹、Elsayed Abdelkreem、深尾敏幸
  • 学会等名: 第43回日本マススクリーニング学会
  • 発表場所: ホテルさっぽろ芸文館（北海道、札幌）
  • 年月日: 2016-08-26
• [学会発表] ACAT1遺伝子のイントロン２内のc.121-13T>A変異によるエクソン3のスキップ (2015)
  • 著者名/発表者名: 青山友佳、笹井英雄、大塚博樹、Sandeep Kumar、Anju Sukla、 Shrikiran Aroor、Suneel Mundkur、深尾敏幸
  • 学会等名: 第57回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] ACAT1遺伝子のエクソン10のc.949G>Aによるエクソン10スキップ (2015)
  • 著者名/発表者名: 大塚博樹、笹井英雄、青山友佳、深尾敏幸
  • 学会等名: 第57回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] ミトコンドリアHMG-CoA合成酵素欠損症の2症例における臨床的、生化学的共通点 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島葉子、深尾敏幸、加藤沙耶香、中野優、笹井英雄、青山友佳、長谷川有紀、酒井好美、吉川哲史、伊藤哲哉
  • 学会等名: 第57回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] OXCT1ヘテロキャリアーでもケトアシドーシス発作を起こしうる (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹井英雄、青山友佳、大塚博樹、堀友博、藤木亮次、小原收、深尾敏幸
  • 学会等名: 第57回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] シトリン欠損症の兄妹例で行ったグルコース負荷試験およびMCTオイル投与の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大塚博樹、笹井英雄、青山友佳、川本典生、川本美奈子、松井永子、深尾敏幸
  • 学会等名: 第57回日本先天代謝異常学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] ACAT1遺伝子におけるイントロン9のsplice acceptor siteでのpolyT/C内の単一塩基置換(T to A)がエクソン10のスキップをきたす (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹井秀雄、大塚博樹、青山友佳、堀友博、久保田一生、折居建治、深尾敏幸
  • 学会等名: 第60回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都）
  • 年月日: 2015-10-14
• [学会発表] Two patients with atypical form and one with infantile form of HSD10 disease were identified in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukao T, Sasai H, Aoyama Y, Akiba K, Goto M, Hasegawa Y, Kobayashi M, Ida H, Akagawa S, Hasegawa Y, Yamaguchi S, Shigematsu Y.
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn erroros of metabolism
  • 発表場所: Lyon (France)
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] First two patients with mitochondrial HMG-CoA synthase deficiency in Asia (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Y, Fukao T, Nakano Y, Sasai H, Aoyama Y, Kato S, Hasegawa Y, Sakai Y, Yoshikawa T, Ito T.
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn erroros of metabolism
  • 発表場所: Lyon (France)
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] OXCT1 heterozygous carriers could develop severe ketoacidotic episodes in conjunction with ketogenic stresses (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasai H, Aoyama Y, Ohtsuka H, Ohara O, Fukao T.
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn erroros of metabolism
  • 発表場所: Lyon (France)
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会