低頻度モザイク変異検出技術を用いた生殖細胞モザイク変異の推定診断法開発

• 研究課題/領域番号: 16K09975
• 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: 小児科学
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 加藤 光広 昭和大学, 医学部, 教授 (10292434)
• 研究分担者: 中村 和幸 山形大学, 医学部, 助教 (20436215)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: モザイク変異 / デジタルPCR / 遺伝相談 / de novo / 次世代シーケンサー / de novo変異 / 遺伝子変異 / モザイク / デジタルＰＣＲ / 突然変異 / 生殖細胞 / 診断法

研究成果の概要

生殖細胞のモザイク変異の頻度は疾患毎に異なり、多くは頻度が不明で、正確な遺伝相談の足かせになっている。低頻度体細胞モザイク変異の診断法を開発し、より正確な遺伝相談に寄与することが本研究の目的である。小児神経疾患の原因遺伝子解析を行い、3年間で185例の変異を同定した。当初両親には変異がないと考えられた母親の検体を用いて、デジタルPCRによるモザイクの確認を行った。Sanger法では見逃されるモザイク変異がDigital PCRによって確認され、モザイク率を明らかにした。重篤な疾患における遺伝相談では、正確な情報提供が重要であり、Digital PCRによる解析が推奨される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

からだや細胞の一部に変異が起きて、正常と変異が混じった状態をモザイク変異と言います。血液では変異がなくても、精子や卵子などでモザイク変異を起こしていると次の子どもへの遺伝に影響します。私たちは、頻度が少ないモザイク変異の診断法を開発し、より正確な遺伝相談を行うための研究を行いました。小児神経疾患の原因遺伝子解析を行い、3年間で185例の変異をみつけました。両親には一見変異が認められませんでしたが、デジタルPCRという新しい解析手法により、ひとりの母親で5%の変異を確認することができました。重篤な病気の遺伝相談では、正確な情報提供がたいせつであり、デジタルPCRが役立つことを示しました。

研究成果

• [雑誌論文] Comprehensive analysis of coding variants highlights genetic complexity in developmental and epileptic encephalopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Takata Atsushi、Nakashima Mitsuko、Saitsu Hirotomo、Osaka Hitoshi、Nakamura Kazuyuki、Takeshita Saoko、Sakai Yasunari、Miyake Noriko、Miyatake Satoko、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 2506-2506
  • DOI: 10.1038/s41467-019-10482-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A de novo variant in RAC3 causes severe global developmental delay and a middle interhemispheric variant of holoprosencephaly (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiraide Takuya、Kaba Yasui Hikari、Kato Mitsuhiro、Nakashima Mitsuko、Saitsu Hirotomo
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 64 号: 11 ページ: 1127-1132
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0656-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathogenic variants of DYNC2H1, KIAA0556, and PTPN11 associated with hypothalamic hamartoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujita Atsushi、Higashijima Takefumi、Shirozu Hiroshi、Masuda Hiroshi、Sonoda Masaki、Tohyama Jun、Kato Mitsuhiro、Nakashima Mitsuko、Tsurusaki Yoshinori、Mitsuhashi Satomi、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Miyatake Satoko、Miyake Noriko、Fukuda Masafumi、Kameyama Shigeki、Saitsu Hirotomo、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Neurology 巻: 93 号: 3
  • DOI: 10.1212/wnl.0000000000007774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recurrent NUS1 canonical splice donor site mutation in two unrelated individuals with epilepsy, myoclonus, ataxia and scoliosis - a case report (2019)
  • 著者名/発表者名: Den Kouhei、Kudo Yosuke、Kato Mitsuhiro、Watanabe Kosuke、Doi Hiroshi、Tanaka Fumiaki、Oguni Hirokazu、Miyatake Satoko、Mizuguchi Takeshi、Takata Atsushi、Miyake Noriko、Mitsuhashi Satomi、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: BMC Neurology 巻: 19 号: 1 ページ: 253-253
  • DOI: 10.1186/s12883-019-1489-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo variants in CAMK2A and CAMK2B cause neurodevelopmental disorders (2018)
  • 著者名/発表者名: Akita Tenpei、Aoto Kazushi、Kato Mitsuhiro、Shiina Masaaki、Mutoh Hiroki、Nakashima Mitsuko、Kuki Ichiro、Okazaki Shin、Magara Shinichi、Shiihara Takashi、Yokochi Kenji、Aiba Kaori、Tohyama Jun、Ohba Chihiro、Miyatake Satoko、Miyake Noriko、Ogata Kazuhiro、Fukuda Atsuo、Matsumoto Naomichi、Saitsu Hirotomo
  • 雑誌名: Annals of Clinical and Translational Neurology 巻: 5 号: 3 ページ: 280-296
  • DOI: 10.1002/acn3.528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A recurrent homozygous NHLRC1 variant in siblings with Lafora disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Araya Nami、Takahashi Yukitoshi、Shimono Masayuki、Fukuda Tomofumi、Kato Mitsuhiro、Nakashima Mitsuko、Matsumoto Naomichi、Saitsu Hirotomo
  • 雑誌名: Human Genome Variation 巻: 5 号: 1 ページ: 6-9
  • DOI: 10.1038/s41439-018-0015-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo mutations of the ATP6V1A gene cause developmental encephalopathy with epilepsy (2018)
  • 著者名/発表者名: Fassio Anna、Esposito Alessandro、Kato Mitsuhiro、Saitsu Hirotomo、et al.
  • 雑誌名: Brain 巻: 141 号: 6 ページ: 1703-1718
  • DOI: 10.1093/brain/awy092
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The ARID1B spectrum in 143 patients: from nonsyndromic intellectual disability to Coffin?Siris syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: van der Sluijs PJ, Jansen S, Vergano SA, Adachi-Fukuda M, Alanay Y, AlKindy A, Baban A, Bayat A, Beck-Wodl S, Berry K, Bijlsma EK, Bok LA, Brouwer AFJ, van der Burgt I, Campeau PM, et al.
  • 雑誌名: Genetics in Medicine 巻: 未定 号: 6 ページ: 1295-1307
  • DOI: 10.1038/s41436-018-0330-z
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Detection of copy number variations in epilepsy using exome data (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchida N, Nakashima M, Kato M, Heyman E, Inui T, Haginoya K, Watanabe S, Chiyonobu T, Morimoto M, Ohta M, Kumakura A, Kubota M, Kumagai Y, Hamano SI, Mizuguchi T. et al.
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 93 号: 3 ページ: 577-587
  • DOI: 10.1111/cge.13144
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] De novo variants in SETD1B are associated with intellectual disability, epilepsy and autism (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiraide Takuya、Nakashima Mitsuko、Yamoto Kaori、Fukuda Tokiko、Kato Mitsuhiro、Ikeda Hiroko、Sugie Yoko、Aoto Kazushi、Kaname Tadashi、Nakabayashi Kazuhiko、Ogata Tsutomu、Matsumoto Naomichi、Saitsu Hirotomo
  • 雑誌名: Human Genetics 巻: 137 号: 1 ページ: 95-104
  • DOI: 10.1007/s00439-017-1863-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic literacy series: Primer part 2-Paradigm shifts in epilepsy genetics (2018)
  • 著者名/発表者名: Helbig Ingo、Heinzen Erin L.、Mefford Heather C.、the International League Against Epilepsy Genetics Commission
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 59 号: 6 ページ: 1138-1147
  • DOI: 10.1111/epi.14193
  • 国際共著
• [雑誌論文] De novo PHACTR1 mutations in West syndrome and their pathophysiological effects (2018)
  • 著者名/発表者名: Hamada Nanako、Ogaya Shunsuke、Nakashima Mitsuko、Nishijo Takuma、Sugawara Yuji、Iwamoto Ikuko、Ito Hidenori、Maki Yuki、Shirai Kentaro、Baba Shimpei、Maruyama Koichi、Saitsu Hirotomo、Kato Mitsuhiro、Matsumoto Naomichi、Momiyama Toshihiko、Nagata Koh-ichi
  • 雑誌名: Brain 巻: 141 ページ: 3098-3114
  • DOI: 10.1093/brain/awy246
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Novel biallelic SZT2 mutations in 3 cases of early-onset epileptic encephalopathy (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuchida N, Nakashima M, Miyauchi A, Yoshitomi S, Kimizu T, Ganesan V, Teik KW, Ch'ng GS, Kato M, Mizuguchi T, Takata A, Miyatake S, Miyake N, Osaka H, Yamagata T, Nakajima H, Saitsu H, Matsumoto N
  • 雑誌名: Clinical Genetics 巻: 93 号: 2 ページ: 266-274
  • DOI: 10.1111/cge.13061
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Delineating SPTAN1 associated phenotypes: from isolated epilepsy to encephalopathy with progressive brain atrophy (2017)
  • 著者名/発表者名: Syrbe S、Harms FL、Parrini E、Montomoli M、Mutze U、Helbig KL、Polster T、Albrecht B、Bernbeck U、van Binsbergen E、Biskup S、Burglen L、Denecke J、Heron B、Heyne H O、Hoffmann GF、Hornemann F、Matsushige T、Matsuura R、Kato M、et al.
  • 雑誌名: Brain 巻: 140 号: 9 ページ: 2322-2336
  • DOI: 10.1093/brain/awx195
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Genetic role in infantile spasms (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Mitsuhiro
  • 学会等名: 3rd Azalea Festival symposium in Pediatric Neurology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] STXBP1 Encephalopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Mitsuhiro
  • 学会等名: 3rd Azalea Festival symposium in Pediatric Neurology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HECW2 mutation causes periodic attacks of paralysis, intellectual disability and hypotonia (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Nakamura, Takahiro Abiko, Takashi Kanbayashi, Mitsuko Nakashima, Hirotomo Saitsu, Naomichi Matsumoto, Mitsuhiro Kato
  • 学会等名: 15th International Child Neurology Congress
  • 国際学会
• [学会発表] De novo variants affecting autoinhibition of Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, cause neurodevelopmental disorders (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirotomo Saitsu, Tenpei Akita, Kazushi Aoto, Mitsuhiro Kato, Masaaki Shiina, Hiroki Mutoh, Mitsuko Nakashima, Ichiro Kuki, Shin Okazaki, Shinichi Magara, Takashi Shiihara, Kenji Yokochi, Kaori Aiba, Jun Tohyama, Chihiro Ohba, Satoko Miyatake, Noriko Miyake, Kazuhiro Ogata, Atsuo Fukuda, Naomichi Matsumoto
  • 学会等名: American Society of Human Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] Epileptic spasms in five children carrying WDR45 mutations (2018)
  • 著者名/発表者名: Taikan Oboshi, Yukitoshi Takahashi, Asako Horino, Yuiti Kimizu, Shinsaku Yoshitomi, Tokito Ymaguchi, Hiroko Ikeda, Hidenobu Otani, Katumi Imai, Hideo Shigematsu, Yushi Inoue, Mitsuhiro Kato
  • 学会等名: 19th International Symposium on Severe Infantile Epilepsy Treatment
  • 国際学会
• [学会発表] Biallelic variants in CNPY3 cause West syndrome with hippocampal malrotation and characteristic fast waves (2018)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhiro Kato, Hiroki Mutoh, Tenpei Akita, Takuma Shibata, Hiroyuki Wakamoto, Hiroko Ikeda, Hiroki Kitaura, Kazushi Aoto, Mitsuko Nakashima, Tianying Wang, Chihiro Ohba, Satoko Miyatake, Noriko Miyake, Akiyoshi Kakita, Kensuke Miyake, Atsuo Fukuda, Naomichi Matsumoto, Hirotomo Saitsu
  • 学会等名: 13th European Congress on Epileptology
  • 国際学会
• [学会発表] Why aetiology matters. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kato Mitsuhiro
  • 学会等名: The 32nd International Epilepsy Congress (IEC 2017), Barcelona
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] PROSC mutations feature variable phenotype of early-onset epileptic encephalopathy (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Shiraku, Mitsuko Nakashima, Saoko Takeshita, Khoo Chai Soon, Muzhirah Haniffa, Ch'ng Gaik Siew, Kazuma Takada, Keisuke Nakajima, Masayasu Ohta, Tohru Okanishi, Sotaro Kanai, Ayataka Fujimoto, Hirotomo Saitsu, Naomichi Matsumoto, Mitsuhiro Kato
  • 学会等名: American Epilepsy Society 2017, 71st Annual Meeting: Washington D.C.
  • 国際学会
• [学会発表] てんかん性脳症の成因―遺伝子診断のup to date― (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤光広
  • 学会等名: 第11回日本てんかん学会関東甲信越地方会：新宿
  • 招待講演
• [図書] The Causes of Epilepsy: Common and Uncommon Causes in Adults and Children. 2nd ed (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Mitsuhiro（分担執筆）
  • 総ページ数: 1010
  • 出版者: Cambridge University Press