ヒト遺伝性難聴を切り口とする、聴覚生理の網羅的解析

• 研究課題/領域番号: 17H04345
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 耳鼻咽喉科学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 北尻 真一郎 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (00532970)
• 研究分担者: 宇佐美 真一 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (10184996) ; 喜多 知子 (嶋知子) 京都大学, 医学研究科, 研究員 (20362519) ; 西尾 信哉 信州大学, 医学部, 特任講師 (70467166) ; 大西 弘恵 京都大学, 医学研究科, 研究員 (50397634)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: DIAPH1 / CLDN14 / OTOA / MYO6 / POLD1 / EPHA2 / 遺伝性難聴 / 聴覚 / 内耳機能 / TRIOBP / リポジトリ / 新規変異 / 機能解析 / 内耳 / 難聴 / 遺伝子 / MYPT / 耳科学 / 細胞生物学 / 遺伝学

研究成果の概要

遺伝性難聴患者のゲノムサンプルと臨床データの収集を行い、細胞生物学的および生化学的な解析を進めた。それらのうち、以下の成果は論文として発表できた。DIA1はDIDドメインとDADドメインが結合することで自己抑制されるが、DIDドメインに変異があるとこの結合が弱まって恒常活性となり難聴を引き起こす。CLDN14変異はバリア機能の破綻により難聴を起こし、これには人工内耳が有効であった。OTOAはコピー数多型により難聴の原因となり、変異型Myosin VIは微絨毛伸長不全を起こし、POLD1変異ではDNAの伸長が抑制されており、EphA2はペンドリンと結合して局在を規定する機能が明らかと出来た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

難聴の有病率は全ての疾病の中で2番目に高く、日常生活に支障を来す障害の原因として成人発症の難聴がトップで、かつその負担は今後さらに増加すると見込まれている（WHO, 世界疾病調査）。しかし根本的治療法がなく、多くの患者が重いハンデを背負いその社会的損失は計り知れない。難聴の病態、さらに言えば聴覚受容の分子機構には不明な点が多く、これが治療法の開発を困難としている。本研究成果は内耳がいかに音を感じるのかを分子レベルで解明するものである。かつ各分子はヒト遺伝性難聴の原因遺伝子として同定したもので、これらの知見はヒトの難聴の病態に直接応用できるものである。

研究成果

• [国際共同研究] National institutes of health(米国)
• [雑誌論文] POLD1 variants leading to reduced polymerase activity can cause hearing loss without syndromic features (2020)
  • 著者名/発表者名: Doo-Yi Oh, Yoshihiro Matsumoto, Shin-ichiro Kitajiri, Nayoung K.D. Kim, Min Young Kim, Ah Reum Kim, Mingyu Lee, Chung Lee, Alan E. Tomkinson, Tatsuya Katsuno, So Young Kim, Hyun-Woo Shin, Jin Hee Han, Seungmin Lee, Woong-Yang Park, Byung Yoon Choi
  • 雑誌名: Human Mutation 巻: 41 号: 5 ページ: 913-920
  • DOI: 10.1002/humu.23984
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digenic inheritance of mutations in EPHA2 and SLC26A4 in Pendred syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Li, Nishio, Naruse, Riddell, Sapski, Katsuno, Hikita, Mizapourshafiyi, Smith, Cooper, Lee, Asano, Boettger, Kruger, Wietelmann, Graumann, Day, Boyd, Offermanns, Kitajiri, Usami, Nakayama
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 1343-1343
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15198-9
  • NAID: 120006888459
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detailed Clinical Features of Deafness Caused by a Claudin-14 Variant (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kitano, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ya Nishio and Shin-ichi Usami
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 20 号: 18 ページ: 4579-4579
  • DOI: 10.3390/ijms20184579
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mid-Frequency Hearing Loss Is Characteristic Clinical Feature of OTOA-Associated Hearing Loss (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama、Moteki、Kitajiri、Kitano、Nishio、Yamaguchi、Wakui、Abe、Ozaki、Motegi、Matsui、Teraoka、Kobayashi、Kosho、Usami
  • 雑誌名: Genes 巻: 10 号: 9 ページ: 715-732
  • DOI: 10.3390/genes10090715
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential disruption of autoinhibition and defect in assembly of cytoskeleton during cell division decide the fate of human DIAPH1-related cytoskeletopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Kim Bong Jik、Ueyama Takehiko、Miyoshi Takushi、Lee Seungmin、Han Jin Hee、Park Hye-Rim、Kim Ah Reum、Oh Jayoung、Kim Min Young、Kang Yong Seok、Oh Doo Yi、Yun Jiwon、Hwang Sang Mee、Kim Nayoung K D、Park Woong-Yang、Kitajiri Shin-ichiro、Choi Byung Yoon
  • 雑誌名: Journal of Medical Genetics 巻: 56 号: 12 ページ: 818-827
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2019-106282
  • NAID: 120007032326
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] TRIOBP-5 sculpts stereocilia rootlets and stiffens supporting cells enabling hearing (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsuno Tatsuya、Belyantseva Inna A.、Cartagena-Rivera Alexander X.、Ohta Keisuke、Crump Shawn M.、Omori Koichi、Ito Juichi、Frolenkov Gregory I.、Friedman Thomas B.、Kitajiri Shin-ichiro
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 4 号: 12 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1172/jci.insight.128561
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microarray analyses of otospheres derived from the cochlea in the inner ear identify putative transcription factors that regulate the characteristics of otospheres. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Iki, Michihiro Tanaka, Shin-ichiro Kitajiri, Tomoko Kita, Yuri Kawasaki, Akifumi Mizukoshi, Wataru Fujibuchi, Takayuki Nakagawa, Tatsutoshi Nakahata, Juichi Ito, Koichi Omori, Megumu K. Saito
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12
  • NAID: 120006782202
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Novel Splice Site Mutation of Myosin VI in Mice Leads to Stereociliary Fusion Caused by Disruption of Actin Networks in the Apical Region of Inner Ear Hair Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Seki, Yuki Miyasaka, Sari Suzuki, Kenta Wada, Shumpei P. Yasuda, Kunie Matsuoka, Yasuhiro Ohshiba, Kentaro Endo, Rie Ishii, Hiroshi Shitara, Shin-ichiro Kitajiri, Naomi Nakagata, Hirohide Takebayashi, Yoshiaki Kikkawa
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12
  • NAID: 120007099799
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Clinical Features of Deafness Caused by a Novel CLDN14 Variant (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kitano, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ya Nishio, Shin-ichi Usami
  • 学会等名: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Role of TRIOBP-5 in Stereocilia Rootlet Formation and Implications for Presbycusis and Gene Therapy (2020)
  • 著者名/発表者名: Belyantseva, Katsuno, Cartagena-Rivera, Ohta, Petralia, Ono, Tona, Imtiaz, Kiyonari, Fitzgerald, Abe, Ikeya, Fenollar-Ferrer, Segawa, Omori, Ito, Frolenkov, Kitajiri, Friedman
  • 学会等名: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Hearing-loss Associated Mutations in MYO6 and In Vitro Functional Analysis (2020)
  • 著者名/発表者名: Timothy F. Day, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ichiro Oka, Hideaki Moteki, Shin-ya Nishio, Shin-ichi Usami
  • 学会等名: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト遺伝性難聴より見出したMYO6遺伝子変異の細胞学的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北尻真一郎、Timothy Day、岡晋一郎、西尾信哉、宇佐美真一
  • 学会等名: 第29回 日本耳科学会 総会・学術講演会
• [学会発表] 日本人で初めて見出された CLDN14 変異による難聴症例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北野友裕、北尻真一郎、西尾信哉、宇佐美真一
  • 学会等名: 第29回 日本耳科学会 総会・学術講演会
• [学会発表] ACTG1変異による難聴症例の臨床像と変異型γアクチンの細胞内局在 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮嶋 宏樹(Hiroki Miyajima)、茂木 英明(Hideaki Moteki)、Timothy Day、西尾 信哉(Shin-ya Nishio)、北尻 真一郎(Shin-ichiro Kitajiri)、宇佐美 真一(Shin-ichi Usami)
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第64回大会
• [学会発表] CNVs スクリーニングにより見出された OTOA 遺伝子変異による難聴 5 症例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山 健二郎(Kenjiro Sugiyama)、北野 友裕(Tomohiro Kitano)、西尾 信哉(Shin-ya Nishio)、北尻 真一郎(Shin-ichiro Kitajiri)、茂木 英明(Hideaki Moteki)、宇佐美 真一(Shin-ichi Usami)
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第64回大会
• [学会発表] Molecular investigations of deafness-related genes ACTG1 and MYO6 in vitro (2019)
  • 著者名/発表者名: Day Timothy，岡 晋一郎，宮嶋宏樹， 北尻真一郎，西尾信哉，宇佐美真一
  • 学会等名: 第64回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [学会発表] 内耳有毛細胞の感覚毛の根の形成および聴覚におけるアクチン束化タンパク質TRIOBPの役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 勝野, Belyantseva, Cartagena-Rivera, 太田, Crump, Petralia, 小野, 十名, Imtiaz, Rehman, 清成, 金子, Wang, 阿部, 池谷, Fenollar-Ferrer, Riordan, Wilson, Fitzgerald, 瀬川, 大森, 伊藤, Frolenkov, Friedman, 北尻
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] TRIOBP regulates the localization of molecules in the inner ear hair cell (2018)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Kitajiri, Tomoko Kita, Raj K Ladher, Shin-ichi Usami
  • 学会等名: Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いたミトコンドリア1555変異難聴の病態解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 喜多知子、伊木健浩、水越彬文、宇佐美真一、北尻真一郎
  • 学会等名: 第28回日本耳科学会総会・学術講演会
• [学会発表] OTOF遺伝子p.R1172Q変異による難聴発症機序の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩佐陽一郎、北尻真一郎、西尾信哉、吉村豪兼、宇佐美真一
  • 学会等名: 第63回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [学会発表] ACTG1遺伝子変異による難聴症例の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮嶋宏樹、茂木英明、北尻真一郎、西尾信哉、村田考啓、池園哲郎、武田英彦、阿部聡子、岩崎聡、高橋優宏、内藤泰、山崎博司、神田幸彦、宇佐美真一
  • 学会等名: 第63回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [学会発表] An Attempt to Establish In Vitro Model Using TRIOBP KO Induced Pluripotent Stem Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroe Ohnishi、Shin-ichiro Kitajiri、Xiangxin Lou、Akiko Taura、Mirei Taniguchi、Fumi Ebisu、Tatsunori Sakamoto、Norio Yamamoto、Juichi Ito1、Koichi Omori、Takayuki Nakagawa
  • 学会等名: 1st International Symposium on Inner Ear Therapies, November 01-03, 2017. Marrakech, Morocco
  • 国際学会
• [学会発表] 遺伝性難聴DFNA1の原因遺伝子DIAPH1と、その変異による難聴発症メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北尻真一郎、二之湯弦、西尾信哉、三好拓志、鳥居紘子、西村幸司、菅原一真、坂田英明、Dean Thumkeo、坂口博史、渡邊直樹、宇佐美真一、齋藤尚亮、上山健彦
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第62回大会. 2017年11月15日（水）～18日（土）、神戸
• [学会発表] 不動毛の「根」の低形成と難聴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北尻真一郎、伊藤壽一
  • 学会等名: 第27回日本耳科学会. 2017年 11月22日（水）～ 24日（金）、横浜
• [学会発表] 内耳感覚毛の「根」の形成および維持におけるTRIOBPアイソフォームの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Katsuno, Keisuke Ohta. Makoto Ikeya, Kazuya Ono, Koichi Omori, Juichi Ito, Shin-ichiro Kitajiri
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会（2017年度生命科学系学会合同年次大会）. 2017年12月6日～9日、神戸ポートアイランド