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

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10059
• 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)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 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

研究実績の概要

最終年度は、先天性心疾患患者の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、さらにはアンチセンスモルフォリノによる一次スクリーニングを経て、選定した2つの機能未知遺伝子LZTR1およびDNAH10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は円錐動脈幹奇形と肥大型心筋症の家系から得られた候補遺伝子であるが、昨年度に得られた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た。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。さらに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。これら機能解析の結果については国際誌に投稿中である。また、本研究成果をもとに、RAS/MAPK症候群関連心臓病の病態生理の理解に向けて研究を展開し、PRAS/MAPK症候群関連心臓病を有する別の患者の心筋の病理組織においてKi-67陽性細胞の異常な増加を見出し、ヒトで初めて心筋細胞増殖の所見を発見し国際誌に報告した。
内臓錯位症候群の患者の解析から得られた候補遺伝子であるDNAH10に関しては、マウス受精卵の遺伝子改変を実施し、機能喪失アレルを得た。DNAH10改変マウスのF0個体は不妊となり、系統維持・継代が困難であった。仕方なくF0個体を解析することとなったが、残念ながらDNAH10改変F0マウスは目的の患者表現型（内臓錯位）を呈さず、疾患原因遺伝子としての証拠を掴むことは出来なかった。現在は、疾患感受性を修飾する遺伝子（modifier gene）としての関与を想定し、解析を続けている。

研究成果

• [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 Yu、Inuzuka Ryo、Ichimura Kayoko、Hinata Munetoshi、Takehara Hiroki、Takeda Norihiko、Kakiuchi Satsuki、Shiraga Kazuhiro、Asakai Hiroko、Shindo Takahiro、Hirata Yoichiro、Saitoh Makiko、Oka Akira
  • 雑誌名: Circulation: Heart Failure 巻: 11 ページ: e004660
  • 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 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 Norifumi、Inuzuka Ryo、Maemura Sonoko et al.
  • 雑誌名: Circulation: Genomic and Precision Medicine 巻: 11 ページ: e002058
  • DOI: 10.1161/CIRCGEN.117.002058
  • 査読あり
• [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 ページ: 1151～1158
  • DOI: 10.1038/s41431-018-0127-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early-onset Marfan Syndrome Caused by a Splicing Mutation of <i>FBN1</i> Exon 29: A Case Report (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: Pediatric Cardiology and Cardiac Surgery 巻: 34 ページ: 77～83
  • DOI: 10.9794/jspccs.34.77
  • 査読あり
• [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