アルポート症候群の重症化に関与する遺伝子の同定と重症化機序の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04189
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 飯島 一誠 神戸大学, 医学研究科, 教授 (00240854)
• 研究分担者: 高岡 裕 神戸大学, 医学部附属病院, 准教授 (20332281) ; 野津 寛大 神戸大学, 医学研究科, 特命教授 (70362796)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 腎臓学

研究実績の概要

X染色体連鎖性アルポート症候群（XLAS）はIV型コラーゲンα5鎖をコードするCOL4A5遺伝子の変異で発症し、男性患者の約90％、女性患者も約20％が40歳までに末期腎不全に進行する予後不良な遺伝性腎疾患である。本研究では、最新の遺伝学的手法によりXLASの重症化に関与する遺伝子を同定するとともに、分子シミュレーション解析法を用いて、重症化の機序を明らかにすることを目的とする。本年度は、主としてX連鎖性アルポート症候群の男性患者を対象として、その責任遺伝子であるCOL4A5遺伝子のスプライシング異常が疑われる症例の遺伝子型と臨床的重症度の関連に関して、ミニジーンを用いたスプライシング動態の解析やスーパーコンピューター「京」を用いたα3, 4, 5(IV)鎖の分子シミュレーション解析を行った。ミニジーン解析によって、non-truncating変異が生じることが示された症例は、truncating変異が生じる症例に比して、有意に腎予後がよいことが示された。また、α3, 4, 5(IV)鎖の分子シミュレーション解析では、ストップコドンを有するエクソンをスキップさせた場合に、正常なα3, 4, 5(IV)鎖とほぼ同様の立体構造を呈することが明らかになった。以上の所見から、エクソンスキッピング療法によって、truncating変異をnon-trancating変異に修飾することで、X連鎖性アルポート症候群を軽症化する可能性が強く示唆された。

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

当初の予定どおり、種々の解析により、男性XLAS患者の重症度とtruncating及びnon-truncatingなスプライシングの異常との関連を明らかにすることができ、アルポート症候群の重症化機序の一端を解明することができた。

今後の研究の推進方策

神戸大学小児科はわが国でアルポート症候群の遺伝子解析を体系的に行っている唯一の研究機関であり、今後も年間約100例のXLAS家系（患者）の遺伝子解析を実施し、ほぼ100％の確率でCOL4A5遺伝子変異を同定する。α3, 4, 5(IV)鎖の分子シミュレーション解析については、世界最高水準の性能を持つスーパーコンピューター「京」が、2019年8月16日に計算資源の共用を終了することに伴い、既存の高精度のコンピューターを複数つなげて構造計算を行う方法に変更する。変異の位置や種類の異なる5－6程度のミスセンス変異だけでなく、今後の治療への応用も考慮しCOL4A5の3の倍数の塩基数を有するエクソンをスキッピングさせた場合の影響も解析する。具体的な解析項目としてはCollagenous domainに関しては、三重らせん部分の全長だけでなく、その安定性等に関しても解析する予定であり、NC1 domainに関しては、ドッキングスコア（PatchDock）、結合の数、ドッキングスコアの合計に加え、NC1 domain同士の結合の角度の変化等にも注目し、それらのパラメーターと腎予後の関連について検討する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of X-linked Alport syndrome model mice with a Col4a5 R471X mutation (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashikami Kentarou、Asahina Makoto、Nozu Kandai、Iijima Kazumoto、Nagata Michio、Takeyama Michiyasu
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 17 ページ: 81～86
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2018.12.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A review of clinical characteristics and genetic backgrounds in Alport syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Nozu K, Nakanishi K, Abe Y, Udagawa T, Okada S, Okamoto T, Kaito H, Kanemoto K, Kobayashi A, Tanaka E, Tanaka K, Hama T, Fujimaru R, Miwa S, Yamamura T, Yamamura N, Horinouchi T, Minamikawa S, Nagata M, Iijima K
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Nephrology 巻: 23 ページ: 158～168
  • DOI: 10.1007/s10157-018-1629-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Germline mosaicism is a pitfall in the diagnosis of “sporadic” X-linked Alport syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Takayuki、Nozu Kandai、Iijima Kazumoto、Ariga Tadashi
  • 雑誌名: Journal of Nephrology 巻: 32 ページ: 155～159
  • DOI: 10.1007/s40620-018-0518-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Splicing Abnormalities and Genotype-Phenotype Correlation in X-linked Alport Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi T,Nozu K,Yamamura T,Minamikawa S,Omori T,Nakanishi K, Fujimura J,Ashida A,Kitamura M,Kawano M,Shimabukuro W,Kitabayashi C,Imafuku A,Tamagaki K, Kamei K, Okamoto K, Fujinaga S, Oka M, Igarashi T, Miyazono A, Sawanobori E, Fujimaru R, Nakanishi K, Shima Y, Matsuo M, Ye MJ, Nozu Y, Morisada N, Kaito H, Iijima K
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology 巻: 29 ページ: 2244～2254
  • DOI: 10.1681/ASN.2018030228
  • 査読あり
• [雑誌論文] 【腎臓学 この一年の進歩】 遺伝性腎疾患 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野津 寛大, 飯島 一誠
  • 雑誌名: 日本腎臓学会誌 巻: 61巻1号 ページ: 18-22
• [学会発表] Splicing assay with hybrid minigene: assessing pathogenicities in COL4A5 intronic mutations (2018)
  • 著者名/発表者名: Horinouchi T, Nozu K, Yamamura T, Sakakibara N, Nagano C, Nakanishi K, Fujimura J, Minamikawa S, Ninchoji T, Kaito H, Shima Y, Nakanishi K, Iijima K
  • 学会等名: 52st Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] Factors regulating the severity in male X-linked Alport syndrome: study of 367 cases (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamura T, Nozu K, Sakakibara N, Nagano C, Fujimura J, Horinouchi T, Nakanishi K, Minamikawa S, Kaito H, Shima Y, Nakanishi K, Iijima K
  • 学会等名: 52st Annual Meeting of the American Society of Nephrology
  • 国際学会
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いたAlport症候群の網羅的診断法の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山村 智彦、野津 寛大、長野 智那、榊原 菜々、藤村 順也、堀之内 智子、中西 啓太、南川 将吾、貝藤 裕史、飯島 一誠
  • 学会等名: 第121回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] X染色体連鎖型Alport症候群男性患者341名の臨床遺伝学的検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山村 智彦、野津 寛大、榊原 菜々、長野 智那、藤村 順也、堀之内 智子、中西 啓太、南川 将吾、貝藤 裕史、中西 浩一、飯島 一誠
  • 学会等名: 第61回日本腎臓学会学術総会
• [学会発表] Genotype-phenotype correlation in male X-linked Alport syndrome: 341 cases study (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamura T, Sakakibara N, Nagano C, Nozu K, Fujimura J, Horinouchi T, Nakanishi K, Minamikawa S, Kaito H, Iijima K
  • 学会等名: 第53回小児腎臓病学会学術集会
• [学会発表] カレント・トピック４ 小児腎疾患における遺伝医学のトピックス (2018)
  • 著者名/発表者名: 飯島一誠
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
  • 招待講演