先天性心疾患の網羅的遺伝子解析による心臓発生分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K10059
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 犬塚 亮 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (00597560)
• 研究分担者: 平田 陽一郎 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (40447397)
• 研究協力者: 中釜 悠 ; 中西 敏雄 ; 竹内 純
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 先天性心疾患 / RAS/MAPK症候群関連心臓病 / 心臓発生 / ゼブラフィッシュ / マウス / 遺伝子改変疾患動物モデリング / RAS/MAP症候群関連心臓病 / 網羅的遺伝子解析 / 発生 / 心筋症 / 内臓錯位 / 線毛機能 / 内臓錯位症候群 / 左右軸 / 心房心室不一致 / 遺伝子改変ノックアウト変異体 / ゲノム編集 / 機能解析

研究成果の概要

円錐動脈幹奇形と肥大型心筋症の家系における網羅的ゲノム解析と情報科学的解析による候補遺伝子探索を経て選定した機能未知遺伝子LZTR1について、CRISPR-Cas9システムを用いた遺伝子改変疾患動物モデリングによるin vivo機能解析を行った。
LZTR1改変ゼブラフィッシュのヘテロ欠失体の交配によりホモ化に成功し,組織学的解析によって、LZTR1ホモ欠失ゼブラフィッシュの心臓表現型は患者病態と同様に心室肥大を再現していた。免疫組織染色によって、LZTR1の下流シグナルの一つとして、ERKを同定し、本疾患のRAS/MAPK症候群（Noonan症候群類縁疾患）とのオーバーラップが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、RAS/MAPK症候群関連心臓病におけるLZTR1の重要性が明らかになった。本研究で作出された、疾患モデルゼブラフィッシュは今後RAS/MAPK症候群関連心臓病の病態生理の解明に役立つことが期待される。特に、ゼブラフィッシュから得られる単離心筋細胞は、哺乳動物のそれと異なり、中長期培養、薬剤刺激、RNA阻害実験に適しており、RAS/MAPK症候群関連心臓病の細胞レベルの病態生理を解析する上で、最適なプラットフォームを提供してくれると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] <i>FBN1</i>遺伝子第29番エクソンのスプライシング異常による早期発症型Marfan症候群の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Yosuke、Nakano Katsutoshi、Shindo Takahiro、Hirata Yoichiro、Inuzuka Ryo、Fujita Daishi、Takeda Norifumi、Taniguchi Yuki、Oka Akira
  • 雑誌名: 日本小児循環器学会雑誌 巻: 34 号: 2 ページ: 77-83
  • DOI: 10.9794/jspccs.34.77
  • NAID: 130007384661
  • ISSN: 0911-1794, 2187-2988
  • 年月日: 2018-03-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accelerated Cardiomyocyte Proliferation in the Heart of a Neonate With LEOPARD Syndrome-Associated Fatal Cardiomyopathy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagama Y, Inuzuka R, Ichimura K, Hinata M, Takehara H, Takeda N, Kakiuchi S, Shiraga K, Asakai H, Shindo T, Hirata Y, Saitoh M, Oka A.
  • 雑誌名: Circulation: Heart Failure 巻: 11(4) 号: 4
  • DOI: 10.1161/circheartfailure.117.004660
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a Novel Titin Variant Underlying Myocardial Involvement in Neurofibromatosis Type 1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kizawa Mami、Nakagama Yu、Shindo Takahiro、Ogawa Seishi、Inuzuka Ryo
  • 雑誌名: Canadian Journal of Cardiology 巻: 34 号: 10 ページ: 1369.e5-1369.e7
  • DOI: 10.1016/j.cjca.2018.07.473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Pathogenic FBN1 Variant Types on the Progression of Aortic Disease in Patients With Marfan Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeda N, Inuzuka R, Maemura S, Morita H, Nawata K, Fujita D, Taniguchi Y, Yamauchi H, Yagi H, Kato M, Nishimura H, Hirata Y, Ikeda Y, Kumagai H, Amiya E, Hara H, Fujiwara T, Akazawa H, Suzuki JI, Imai Y, Nagai R, Takamoto S, Hirata Y, Ono M, Komuro I.
  • 雑誌名: Circulation: Genomic and Precision Medicine 巻: 11 号: 6
  • DOI: 10.1161/circgen.117.002058
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct variants affecting differential splicing of TGFBR1 exon 5 cause either Loeys?Dietz syndrome or multiple self-healing squamous epithelioma (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Takayuki、Takeda Norifumi、Hara Hironori、Morita Hiroyuki、Kishihara Jun、Inuzuka Ryo、Yagi Hiroki、Maemura Sonoko、Toko Haruhiro、Harada Mutsuo、Ikeda Yuichi、Kumagai Hidetoshi、Nomura Seitaro、Takimoto Eiki、Akazawa Hiroshi、Ako Junya、Komuro Issei
  • 雑誌名: European Journal of Human Genetics 巻: 26 号: 8 ページ: 1151-1158
  • DOI: 10.1038/s41431-018-0127-1
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 乳児期発症ミオパチーに合併した心筋緻密化異常の病像 (2018)
  • 著者名/発表者名: 物井 綾香、中釜 悠、浦田 晋、中野 克俊、中川 良、朝海 廣子、平田 陽一郎、犬塚 亮、岡 明
  • 学会等名: 第40回心筋生検研究会
• [学会発表] Whole-exome sequencing identifies novel MYL2 mutations in a rare autosomal recessive myosinopathy (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Y, Shindo T, Nakagama Y, Shimoda K, Shiraga K, Asakai H, Hirata Y, Ogawa S, Inuzuka R, Oka A
  • 学会等名: Weinstein 2018 Cardiovascular Development and Regeneration Conference
• [学会発表] The role of a TTN mutation in the pathogenesis of restrictive cardiomyopathy in a patient with Neurofibromatosis-1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kizawa M, Nakagama Y, Shindo T, Asakai H, Hirata Y, Ogawa S, Inuzuka R
  • 学会等名: Weinstein 2018 Cardiovascular Development and Regeneration Conference
• [学会発表] Cardiomyopathy of dysregulated cardiomyocyte proliferation (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagama Y, Takehara H, Shiraga K, Kakiuchi S, Asakai H, Shindo T, Hirata Y, Inuzuka R
  • 学会等名: Weinstein 2018 Cardiovascular Development and Regeneration Conference
• [学会発表] BMPR2遺伝子に新生突然変異を有した肺動脈性肺高血圧症の孤発例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 巻和佳奈, 白神一博, 中釜悠, 浦田晋, 朝海廣子, 進藤考洋, 平田陽一郎, 犬塚亮, 岡明
  • 学会等名: 第54回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Impact of FBN1 gene mutation types on the progression of aortic disease in patients with Marfan syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: 犬塚 亮, 武田 憲文, 前村 園子, 森田 啓行, 縄田 寛, 藤田 大司, 谷口 優樹, 山内 治雄, 八木 宏樹, 平田 陽一郎
  • 学会等名: 第54回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] AV-discordance (ccTGA)の原因としてDNAH5遺伝子変異を同定した一例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中釜 悠, 犬塚 亮, 田中 優, 白神 一博, 朝海 廣子, 進藤 考洋, 平田 陽一郎, 滝田 順子, 岡 明
  • 学会等名: 日本小児科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-04-14
• [学会発表] AV discordance（ccTGA）の原因として，DNAH5遺伝子変異を同定した一例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中釜 悠, 犬塚 亮, 田中 優, 白神 一博, 朝海 廣子, 進藤 考洋, 平田 陽一郎, 滝田 順子, 岡 明
  • 学会等名: 第120回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] V-, VA-discordanceを合併した原発性線毛機能不全症の2例が示唆する、heterotaxyスペクトラムとしての大血管転位症の発症機序. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中釜 悠, 犬塚 亮, 田中 優, 白神 一博, 朝海 廣子, 進藤 考洋, 平田 陽一郎, 滝田 順子, 岡 明
  • 学会等名: 第53回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] 新規ELN遺伝子変異が同定されたエラスチン動脈症の一例. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大森 紹玄, 中釜 悠, 田中 優, 白神 一博, 朝海 廣子, 進藤 考洋, 平田 陽一郎, 犬塚 亮, 岡 明
  • 学会等名: 第53回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] 二つのサルコメア遺伝子に変異を認め、孤立性右室流出路狭窄を呈した肥大型心筋症の一例. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川 陽介, 中釜 悠, 朝海 廣子, 進藤 考洋, 平田 陽一郎, 犬塚 亮, 岡 明
  • 学会等名: 第53回日本小児循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] The role of next-generation sequencing in elucidating the pathogenesis of congenital heart disease. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yu Nakagama, Ryo Inuzuka
  • 学会等名: The 8th TAKAO International Symposium on Molecular Mechanism of Cardiopulmonary Disease
  • 国際学会