先天性ケトン体代謝異常症の研究：欠損細胞株の樹立と変異酵素発現実験系の確立

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09962
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 深尾 敏幸 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70260578)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 先天代謝異常症 / ケトン体 / 発現実験 / 遺伝子 / 遺伝学

研究実績の概要

ケトン体代謝異常症の病態の解明をこれまで行ってきた。本研究ではこれまでに発現実験系と活性測定系を確立しているβケトチオラーゼ欠損症、サクシニル-CoA;3-ケト酸CoAトランスフェラーゼ欠損症に加えて、既に患者遺伝子変異を同定しているHMG-CoA合成酵素(HMGCS2)欠損症、HMG-CoAリアーゼ(HMGCL)欠損 症，まだ症例のない3-ヒドロキシ酪酸脱水素酵素(3HBD)、モノカルボン酸トランスポーター1(MCT1)の原因酵素のcDNAの発現実験系を確立し、これまで同定した変異について評価、発表することと，新たな疾患が発見されたときにいち早く解析出来る様準備しておくことを目的とする. １昨年度はHMGCS2の発現系の構築をヒト細胞培養系で確立したが、発現量が少なく変異体の評価が出来なかった。昨年度は大腸菌での蛋白発現、酵素精製系に変更して解析を進めてきた。大腸菌の系で発現した蛋白を部分精製し、活性を測定する系を構築でき、患者で見られた変異を持つ蛋白が残存活性がほとんどないことを証明できた。現在その再現性を確認中である。3-ヒドロキシ酪酸脱水素酵素(3HBD)についてはノックアウトマウスのfetal fibroblastsからcell lineを確立しており、この欠損細胞を用いて発現系の構築が可能となった。MCT1についてはこれまでのところCRISPHER/Cas9形を用いて欠損細胞株を得ようとしたがまだ欠損したクローンが得られていない。今後も引き続き解析を進めて行く予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Recent advances in understanding beta-ketothiolase (mitochondrial acetoacetyl-CoA thiolase, T2) deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukao Toshiyuki、Sasai Hideo、Aoyama Yuka、Otsuka Hiroki、Ago Yasuhiko、Matsumoto Hideki、Abdelkreem Elsayed
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 64 ページ: 99～111
  • DOI: 10.1038/s10038-018-0524-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The peroxisomal zebrafish SCP2-thiolase (type-1) is a weak transient dimer as revealed by crystal structures and native mass spectrometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiema Tiila-Riikka、Thapa Chandan J.、Laitaoja Mikko、Schmitz Werner、Maksimainen Mirko M.、Fukao Toshiyuki、Rouvinen Juha、J?nis Janne、Wierenga Rik K.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 476 ページ: 307～332
  • DOI: 10.1042/BCJ20180788
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Defects in Ketone body metabolism and their newborn screening (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukao T
  • 学会等名: The 18th Annual Meeting of Korean Society of Inherited Metabolic Diseases
  • 招待講演
• [学会発表] Recent advances of defect in ketone body metabolism (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukao T
  • 学会等名: The 5th Asian Congress of Inherited Metabolic Diseases
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Beta-Ketothiolase deficiency: unusual clinical presentation of non-ketotic hypoglycemic episodes due to secondary carnitine deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Alijanpour M, Sasai H, Abdelkreem E, Ago Y, Soleimani S, Moslem L, Yamaguchi S, Rezapour M, Taghi M, Matsumoto H, 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] Urinary organic acid profiles in mitochondrial HMG-CoA synthase deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Fukui K, Tashiro K, Sasai H, Fukao T, Hasegawa K, Y, Uchimura N, Yamashita Y
  • 学会等名: Annual symposium of the society for the study of inborn errors of metabolism
• [学会発表] 絶食負荷による3ヒドロキシ酪酸脱水素酵素(Bdh1)KOマウスの病態解析 (2018)
  • 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: 日本小児科学会学術集会(第121回)
• [学会発表] Characterization of HMGCS2 identified in Japanese patients with its deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: Ago Y, Otsuka H, Abdelkreem E, Sasai H, Nakama M, Aoyama Y, Nishimura Y, Watanabe Y, Fukui K, Akiyama K, Lee T, Nakajima Y, Ito T, Ohnishi H, Fukao T
  • 学会等名: 日本先天代謝異常学会総会(第60回)
• [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, 青山 友佳, Elsayed Abdelkreem, 松本 英樹, 笹井 英雄, 大西 秀典, 深尾 敏幸
  • 学会等名: 日本先天代謝異常学会総会(第60回)