世界初の機能亢進型GNAS生殖細胞変異の同定と新規GNAS機能低下発症機序の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04204
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 緒方 勤 浜松医科大学, 医学部, 教授 (40169173)
• 研究分担者: 深見 真紀 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 分子内分泌研究部, 部長 (40265872)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: GNAS / 抗利尿不適合性腎症候群 / 機能亢進 / 偽性副甲状腺機能低下症 / 機能低下

研究実績の概要

GNASは、Gタンパク質共役型受容体の細胞内シグナル伝達を介在し、腎集合管を含む多くの組織では両親性発現を示すが、腎近位尿細管などではA/B-DMRの制御により母性発現を示す。
本研究の目的は、(1)われわれが常染色体優性の抗利尿不適合性腎症候群を呈する2家系で同定した新規GNAS変異が、世界初の機能亢進型生殖細胞変異であることを示すこと（研究項目１）、(2) われわれが常染色体優性の偽性副甲状腺機能低下症を示す2家系で同定した過去に報告の無いGNAS-STX16領域のゲノム構造異常やレトロトランスポゾン挿入が、A/B-DMR単独のエピ変異を発症する機序を解明すること（研究項目2）である。
（研究項目１）抗利尿不適合性腎症候群で同定されたp.F68_G70delとp.M255V変異のタンパク構造解析を行い、p.F68_G70delの評価はその部位から困難であったが、p.M255V変異は間接的にGTPase作用を阻害してGNAS機能亢進を招くことが判明した。ついでAVPR2を用いたルシフェラーゼ解析でp.F68_G70delとp.M255V変異軽度機能亢進作用を有することを見出した。その程度は、p.M255V変異において明瞭であった。また、p.F68_G70delを導入したモデルマウスが、患者と同様、腎からの自由水排泄障害を呈することを見出し、p.M255Vを導入したモデルマウスが在胎時では生存するものの生後間もなく死亡することを明らかとした。これらのデータにより米国腎臓病学会雑誌に論文が掲載され、Editorial commentsが寄せられた。
（研究項目2）新規GNAS機能低下発症機序の解明では、レトロトランスポゾン挿入家系でdCAS9-VP64システムを用いた検討を行ったが、exonizationを示す明確なデータは得られず、未知の原因に起因することが想定された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] IGF2 Mutations: Report of Five Cases, Review of the Literature, and Comparison with H19/IGF2:IG-DMR Epimutations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Masunaga Y, Inoue T, Yamoto K, Fujisawa Y, Sato Y, Kawashima-Sonoyama Y, Morisada N, Iijima K, Ohata Y, Namba N, Suzumura H, Kuribayashi R, Yamaguchi Y, Yoshihashi H, Fukami M, Saitsu H, Kagami M, Ogata T*
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab 巻: 105 ページ: pii: dgz034
  • DOI: 10.1210/clinem/dgz034.
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo ZBTB7A variant in a patient with macrocephaly, intellectual disability, and sleep apnea: implications for the phenotypic development in 19p13.3 microdeletions. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohishi A, Masunaga Y, Iijima S, Yamoto K, Kato F, Fukami M, Saitsu H, Ogata T*
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 65 ページ: 181-186
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0690-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Erythrokeratodermia variabilis et progressiva with a rare GJB3 mutation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Imura K, Ikeya S, Ogata T, Tokura Y
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 47 ページ: e111-e113
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15206
  • 査読あり
• [雑誌論文] POLR3A variants in striatal involvement without diffuse hypomyelination (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiraide T, Kobota K, Kono Y, Watanabe S, Matsubayashi T, Nakashima M, Kaname T, Fukao T, Shimozawa N, Ogata T, Saitsu H*
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 42 ページ: 363-368
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2019.12.012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A de novo TOP2B variant associated with global developmental delay and autism spectrum disorder. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiraide T, Watanabe S, Matsybayashi T, Yanagi K, Nakashima M, Ogata T, Saitsu H*
  • 雑誌名: Mol Genet Genomic Med 巻: 8 ページ: e1145
  • DOI: org/10.1002/mgg3.11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] (Epi)genetic defects of MKRN3 are rare in Asian patients with central precocious puberty. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki E, Shima H, Kagami M, Soneda S, Tanaka T, Yatsuga S, Nishioka J, Oto Y, Kamiya T, Naiki Y, Ogata T, Fujisawa Y, Nakamura A, Kawashima S, Morikawa S, Horikawa R, Sano S, Fukami M*
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 21 ページ: 7
  • DOI: 10.1038/s41439-019-0039-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of de novo CSNK2A1 and CSNK2B variants in cases of global developmental delay with seizures. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakashima M, Tohyama J, Nakagawa E, Watanabe Y, Siew CG, Kwong CS, Yamoto K, Hiraide T, Fukuda T, Kaname T, Nakabayashi K, Hata K, Ogata T, Saitsu H, Matsumoto N*
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 64 ページ: 313-322
  • DOI: 10.1038/s10038-018-0559-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coexistence of a CAV3 mutation and a DMD deletion in a family with complex muscular diseases. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiraide T, Ogata T, Watanabe S, Nakashima M, Fukuda T, Saitsu H*
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 41 ページ: 474-479
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2019.01.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of four imprinting disorders and ART. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hattori H, Hiura H, Kitamura A, Miyauchi N, Kobayashi N, Takahashi S, Okae H, Kyono K, Kagami M, Ogata T, Arima T*
  • 雑誌名: Clin Epigenetics 巻: 11 ページ: 21
  • DOI: 10.1186/s13148-019-0623-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Germline-derived gain-of-function variants of Gsa-coding GNAS gene identified in nephrogenic syndrome of inappropriate antidiuresis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyado M, Fukami M, Takada S, Terao M, Nakabayashi K, Hata K, Matsubara Y, Tanaka Y, Sasaki G, Nagasaki K, Shiina M, Ogata K, Masunaga Y, Saitsu H, Ogata T*
  • 雑誌名: J Am Soc Nephrol 巻: 30 ページ: 877-889
  • DOI: 10.1681/ASN.2018121268.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring the unique function of imprinting control centers in the PWS/AS-responsible region: finding from array-based methylation analysis in cases with variously sized microdeletions (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsubara K, Itoh M, Shimizu K, Saito S, Enomoto K, Nakabayashi K, Hata K, Kurosawa K, Ogata T, Fukami M, Kagami M.
  • 雑誌名: Clin Epigenetics 巻: 11 ページ: 36
  • DOI: 10.1186/s13148-019-0633-1.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Temple syndrome in a patient with variably methylated CpGs at the primary MEG3/DLK1:IG-DMR and severely hypomethylated CpGs at the secondary MEG3:TSS-DMR. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kagami M, Yanagisawa A, Ota M, Matsuoka K, Nakamura A, Matsubara K, Nakabayashi K, Takada S, Fukami M, Ogata T*
  • 雑誌名: Clin Epigenetics 巻: 11 ページ: 42
  • DOI: 10.1186/s13148-019-0640-2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MYRF haploinsufficiency causes 46,XY and 46,XX disorders of sex development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hamanaka K, Takata A, Uchiyama Y, Miyatake S, Miyake N, Mitsuhashi S, Iwama K, Fujita A, Imagawa E, Alkanaq AN, Koshimizu E, Azuma Y, Nakashima M, Mizuguchi T, Saitsu H, Yuka Wada, Minami S, Katoh-Fukui Y, Masunaga Y, Fukami M, Hasegawa T, Ogata T, Matsumoto N*
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 28 ページ: 2319-2329
  • DOI: 10.1093/hmg/ddz066
• [雑誌論文] Unbalanced Y;7 translocation between two low-similarity sequences leading to SRY-positive 45,X-testicular disorders of sex development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara E, Hattori A, Shima H, Ishiguro A, Abe Y, Ogata T, Ogawa E, Fukami M*
  • 雑誌名: Cytogenet Genome Res 巻: 158 ページ: 115-120
  • DOI: 10.1159/000501378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Japanese Study Group of Insulin Therapy for Childhood and Adolescent Diabetes.: KLF11 (MODY7) variant in a family clinically diagnosed with early childhood-onset type 1B diabetes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ushijima K, Narumi S, Ogata T, Yokota I, Sugihara S, Kaname T, Horikawa Y, Matsubara Y, Fukami M*, Kawamura T
  • 雑誌名: Pediatr Diabetes 巻: 20 ページ: 712-719
  • DOI: 10.1111/pedi.12868.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aneuploid rescue precedes X chromosome inactivation and increases the incidence of its skewness by reducing the size of the embryonic progenitor cell pool. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Miyado M, Mikami M, Suzuki E, Kinjo K, Matsubara K, Ogata T, Akutsu H, Kagami M, Fukami M*
  • 雑誌名: Hum Reprod 巻: 34 ページ: 1762-1769
  • DOI: 10.1093/humrep/dez117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive clinical and molecular studies in split hand/foot malformation: identification of two plausible candidate genes (LRP6 and UBA2). (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamoto K, Saitsu H, Nishimura G, Kosaki R, Takayama S, Haga N, Tonoki H, Okumura A, Horii E, Okamoto N, Suzumura H, Ikegawa S, Kato F, Fujisawa Y, Nagata E, Takada S, Fukami M, Ogata T*
  • 雑誌名: Eur J Hum Gene 巻: 27 ページ: 1845-1857
  • DOI: 10.1038/s41431-019-0473-7.
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo AFF3 variant in a patient with mesomelic dysplasia with foot malformation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu D, Sakamoto R, Yamoto K, Saitsu H, Fukami M, Nishimura G, Ogata T*
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 64 ページ: 1041-1044
  • DOI: 10.1038/s10038-019-0650-0.
  • 査読あり
• [学会発表] 世界初の生殖細胞由来GNAS機能亢進型バリアントの同定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮戸真美，深見真紀，緒方勤
  • 学会等名: 第30回バゾプレシン研究会
• [学会発表] Germline-derived Gain-of-Function Variants of Gsα-coding GNAS Gene Identified in Nephrogenic Syndrome of Inappropriate Antidiuresis: The First report (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukami M, Miyado M, Takada S, Sasaki G, K Nagasaki, Masunaga M, Saitsu H, Ogata T
  • 学会等名: The 58th Annual Meeting of European Pediatric Endocrinology
  • 国際学会
• [学会発表] Germline-derived gain-of-function variants of Gsα-coding GNAS gene identified in nephrogenic syndrome of inappropriate antidiuresis: the first report (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyado M, Fukami M, Matsubara Y, Tanaka Y, Sasaki G, Nagasaki K, Masunaga Y, Saitsu H and Ogata T.
  • 学会等名: 第53回日本小児内分泌学会学術集会