大頭症を伴う多発奇形症候群の遺伝学的原因の探索

• 研究課題/領域番号: 22K15901
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 藤田 京志 横浜市立大学, 医学部, 助教 (20805113)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 難治性てんかん / 体細胞変異 / 次世代シークエンス / 単一遺伝子疾患

研究開始時の研究の概要

大頭症を認める多発奇形症候群の一部の患者群には原因遺伝子としてPI3K/AKTパスウェイに関連した遺伝子が報告されている。申請者らはこれまでにこれらの症候群の症例に加え大頭症を認める他の多発奇形症候群の症例に対し全エクソーム解析を実施し、生殖細胞系列・体細胞バリアントの解析を行ったが、約50%の症例においては原因となるバリアントが検出されていない。未解決症例に対し、様々な次世代シークエンス技術を駆使して、新規疾患原因遺伝子の同定を目指す。

研究実績の概要

昨年度全エクソームが解析中であった3例のうち2例はすでに報告のある原因遺伝子を検出し、残りの1例は未解決となった。また、昨年度全エクソーム解析で原因となるバリアントが同定されていない16症例に対して実施した、血液由来DNAを用いたPI3K/AKTパスウェイの遺伝子のターゲットシークエンスによるディープシークエンスで、2症例で候補に残っていたPIK３CA遺伝子のバリアントは共に血液にバリアントアレル頻度が約0.7%であることが確認できた。また、過去に全エクソーム解析を行った症例に対して遺伝子情報や文献情報の更新を行い、見直したところ1例において報告数の少ない遺伝子のバリアントを検出した。他施設で当該遺伝子のバリアントを有する症例の情報を集積していないか確認したところ、海外の1施設で集積していたため、共同研究することとなった。
今年度は新たに3例の大頭症を有する症例を集積した。そのうち2例で手術脳組織サンプルが得られ、そのDNAを使用してターゲットシークエンスを実施し原因バリアントをPTENとPIK3CA遺伝子に同定した。残りの1症例は現在全エクソームで解析中である。
全エクソームやターゲットシークエンスによる解析で候補バリアントが検出されなかった症例のうちDNA量が十分残っていた10家系に対しショートリードシークエンスの全ゲノム解析を実施した。コード領域内には疾患原因と考えられるバリアントは検出されなかったため、5’非翻訳領域のupstream Open Reading Frame (uORF) に着目して解析を行ったが、疾患原因と考えられるバリアントは検出されなかった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

以前から集積していた症例に対して予定していた、全エクソーム解析、ターゲットシークエンス、ショートリードシークエンサーによる全ゲノム解析は終了し、DNA残量のある7例に対してロングリードシークエンサーによる全ゲノム解析を行っているところである。また、これまでに2症例で報告例の少ない遺伝子のバリアントを全エクソーム解析で検出し、それぞれ他施設と共同研究を行っている。

今後の研究の推進方策

新規症例に対してはこれまでに行ってきた全エクソーム解析またはターゲットシークエンスから解析を実施する。ショートリードシークエンサーによる全ゲノム解析はエクソンから離れたイントロン (deep intron) 領域に着目して解析を行う。ロングリードシークエンサーによる全ゲノム解析では染色体構造異常に着目していく。また、報告数の少ない遺伝子のバリアントや新規原因遺伝子が新たに検出された場合には共同研究または学会、論文により研究成果を報告する。

研究成果

• [雑誌論文] Progressive myoclonic epilepsy as an expanding phenotype of NGLY1-associated congenital deglycosylation disorder: A case report and review of the literature (2024)
  • 著者名/発表者名: Sonoda Y, Fujita A, Torio M, Mukaino T, Sakata A, Matsukura M, Yonemoto K, Hatae K, Ichimiya Y, Chong PF, Ochiai M, Wada Y, Kadoya M, Okamoto N, Murakami Y, Suzuki T, Isobe N, Shigeto H, Matsumoto N, Sakai Y, Ohga S
  • 雑誌名: Eur J Med Genet 巻: 67 ページ: 104895-104895
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2023.104895
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A heterozygous germline deletion within USP8 causes severe neurodevelopmental delay with multiorgan abnormalities (2024)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto M., Kurosawa K., Tanoue K., Iwama K., Ishida F., Watanabe Y., Okamoto N., Tsuchida N., Uchiyama Y., Koshimizu E., Fujita A., Misawa K., Miyatake S., Mizuguchi T. and Matsumoto N.
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 69 号: 2 ページ: 85-90
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01209-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel missense variants cause intermediate phenotypes in the phenotypic spectrum of SLC5A6-related disorders (2024)
  • 著者名/発表者名: Utsuno Y., Hamada K., Hamanaka K., Miyoshi K., Tsuchimoto K., Sunada S., Itai T., Sakamoto M., Tsuchida N., Uchiyama Y., Koshimizu E., Fujita A., Miyatake S., Misawa K., Mizuguchi T., Kato Y., Saito K., Ogata K. and Matsumoto N.
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 69 号: 2 ページ: 69-77
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01206-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain mosaicism of hedgehog signalling and other cilia genes in hypothalamic hamartoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Green TE, Fujita A, Ghaderi N, Heinzen EL, Matsumoto N, Klein KM, Berkovic SF, Hildebrand MS
  • 雑誌名: Neurobiol Dis 巻: 185 ページ: 106261-106261
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2023.106261
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biallelic structural variations within FGF12 detected by long-read sequencing in epilepsy (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohori S., Miyauchi A., Osaka H., Lourenco C. M., Arakaki N., Sengoku T., Ogata K., Honjo R. S., Kim C. A., Mitsuhashi S., Frith M. C., Seyama R., Tsuchida N., Uchiyama Y., Koshimizu E., Hamanaka K., Misawa K., Miyatake S., Mizuguchi T., Saito K., Fujita A. and Matsumoto N.
  • 雑誌名: Life Sci Alliance 巻: 6 号: 8 ページ: e202302025-e202302025
  • DOI: 10.26508/lsa.202302025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Incomplete hippocampal inversion in patients with mutations in genes involved in sonic hedgehog signaling (2023)
  • 著者名/発表者名: Higashijima Takefumi、Shirozu Hiroshi、Saitsu Hirotomo、Sonoda Masaki、Fujita Atsushi、Masuda Hiroshi、Yamamoto Tetsuya、Matsumoto Naomichi、Kameyama Shigeki
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 9 号: 4 ページ: e14712-e14712
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e14712
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-read sequencing revealing intragenic deletions in exome-negative spastic paraplegias (2023)
  • 著者名/発表者名: Fukuda H., Mizuguchi T., Doi H., Kameyama S., Kunii M., Joki H., Takahashi T., Komiya H., Sasaki M., Miyaji Y., Ohori S., Koshimizu E., Uchiyama Y., Tsuchida N., Fujita A., Hamanaka K., Misawa K., Miyatake S., Tanaka F. and Matsumoto N.
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 68 号: 10 ページ: 689-697
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01170-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic and clinical features of pediatric-onset hereditary spastic paraplegia: a single-center study in Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A, Kumaki T, Tsuyusaki Y, Tsuji M, Enomoto Y, Fujita A, Saitsu H, Matsumoto N, Kurosawa K, Goto T
  • 雑誌名: Front Neurol 巻: 14 ページ: 1085228-1085228
  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1085228
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete SAMD12 repeat expansion sequencing in a four-generation BAFME1 family with anticipation (2023)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi T., Toyota T., Koshimizu E., Kameyama S., Fukuda H., Tsuchida N., Uchiyama Y., Hamanaka K., Fujita A., Misawa K., Miyatake S., Adachi H. and Matsumoto N.
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 68 号: 12 ページ: 875-878
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01187-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case of epilepsy with myoclonic atonic seizures caused by SLC6A1 gene mutation due to balanced chromosomal translocation (2023)
  • 著者名/発表者名: Mori Tatsuo、Sakamoto Masamune、Tayama Takahiro、Goji Aya、Toda Yoshihiro、Fujita Atsushi、Mizuguchi Takeshi、Urushihara Maki、Matsumoto Naomichi
  • 雑誌名: Brain and Development 巻: － 号: 7 ページ: 395-400
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2023.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterozygous c.175C>T variant in PURA gene causes severe developmental delay (2023)
  • 著者名/発表者名: Noda Y, Kido J, Misumi Y, Sugawara K, Ohori S, Fujita A, Matsumoto N, Ueda M, Nakamura K
  • 雑誌名: Clin Case Rep 巻: 11 号: 9
  • DOI: 10.1002/ccr3.7779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neonatal developmental and epileptic encephalopathy with movement disorders and arthrogryposis: A case report with a novel missense variant of SCN1A (2023)
  • 著者名/発表者名: Okubo Y, Shibuya M, Nakamura H, Kawashima A, Kodama K, Endo W, Inui T, Togashi N, Aihara Y, Shirota M, Funayama R, Niihori T, Fujita A, Nakayama K, Aoki Y, Matsumoto N, Kure S, Kikuchi A, Haginoya K
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 45 号: 9 ページ: 505-511
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2023.06.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel homozygous CHMP1A variant arising from segmental uniparental disomy causes pontocerebellar hypoplasia type 8 (2023)
  • 著者名/発表者名: M. Sakamoto, T. Shiiki, S. Matsui, N. Okamoto, E. Koshimizu, N. Tsuchida, Y. Uchiyama, K. Hamanaka, A. Fujita, S. Miyatake, K. Misawa, T. Mizuguchi and N. Matsumoto
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 68 号: 4 ページ: 247-253
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01098-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distal arthrogryposis in a girl arising from a novel TNNI2 variant inherited from paternal somatic mosaicism (2023)
  • 著者名/発表者名: R. Seyama, Y. Uchiyama, Y. Kaneshi, K. Hamanaka, A. Fujita, N. Tsuchida, E. Koshimizu, K. Misawa, S. Miyatake, T. Mizuguchi, S. Makino, A. Itakura, N. Okamoto and N. Matsumoto
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 68 号: 5 ページ: 363-367
  • DOI: 10.1038/s10038-022-01117-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synchronous heart rate reduction with suppression‐burst pattern in <i>KCNT1</i> ‐related developmental and epileptic encephalopathies (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Kaoru、Baba Shimpei、Saito Takashi、Nakagawa Eiji、Sugai Kenji、Iwasaki Masaki、Fujita Atsushi、Fukuda Hiromi、Mizuguchi Takeshi、Kato Mitsuhiro、Matsumoto Naomichi、Sasaki Masayuki
  • 雑誌名: Epilepsia Open 巻: － 号: 2 ページ: 651-658
  • DOI: 10.1002/epi4.12705
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An integrated genetic analysis of epileptogenic brain malformed lesions (2023)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fujita et al.
  • 雑誌名: Acta Neuropathologica Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 33-33
  • DOI: 10.1186/s40478-023-01532-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Genetic analysis of epileptogenic brain lesions (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujita A, Kato M, Sugano H, Iimura Y, Suzuki H, Tohyama J, et al.
  • 学会等名: The European Human Genetics Conference 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of somatic variants in epileptogenic brain lesions (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujita A, Kato M, Sugano H, Iimura Y, Suzuki H, Tohyama J, et al.
  • 学会等名: The 68th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics