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2020 年度 実績報告書

メカニカルストレス病の原因遺伝子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 18H02932
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

池川 志郎  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (30272496)

研究分担者 尾崎 浩一  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, メディカルゲノムセンター, 部長 (50373288)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードメカニカルストレス病 / 原因遺伝子 / 骨系統疾患 / 骨硬化症
研究実績の概要

破骨細胞のマスター遺伝子の一つであるTNFRSF11A(RANK)遺伝子の両アレルの機能喪失変異によって起こる dysosteosclerosis(異骨骨硬化症)の新たな症例を発見し(Xue et al. J Hum Genet, 2020)、TNFRSF11A のSplicing isoformに対する変異の効果によって、osteopetrosis(大理石病)と区別される TNFRSF11A-associated dysosteosclerosisの疾患概念を打ち立てた(Xue et al. J Bone Miner Metab 2020)。
これまでに知られていなかった新たなタイプの骨の難病「Craniotubular dysplasia, Ikegawa type (Ikegawa型頭蓋管状骨異形成症)」を発見し、その臨床像・X線像を明らかにした。さらに、全エキソーム解析により、その原因遺伝子TMEM53 (transmembrane protein 53)を同定した。TMEM53は核膜の外層に存在する膜タンパク質で、その機能は未知であった。ゲノム編集により作成したノックアウトマウスなどを用いた機能解析により、TMEM53はBMPシグナルをゲノムに伝達するリン酸化SMAD1/5/9が、細胞質から核内に移行するのを核膜孔で制御する"門番"の役目をしていること、そしてその制御機能不全が骨芽細胞など骨形成細胞の分化・増殖の異常を引き起こし、Craniotubular dysplasia, Ikegawa typeの多彩な表現型を作り出していることを示した(Guo et al. Nat Commun 2021)。
これらの成果を含む様々なヒトゲノム研究、疾患ゲノム研究の実績、及びその社会実装に関する諸活動に対し、研究代表者の池川志郎が第72回保健文化賞(個人賞)を受賞した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Expanding the phenotypic spectrum of TNFRSF11A-associated dysosteosclerosis: a case with intracranial extramedullary hematopoiesis2021

    • 著者名/発表者名
      Xue Jing-Yi、Simsek-Kiper Pelin O.、Utine Gulen Eda、Yan Li、Wang Zheng、Taskiran Ekim Z.、Karaosmanoglu Beren、Imren Gozde、Gocmen Rahsan、Nishimura Gen、Matsumoto Naomichi、Miyake Noriko、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • 雑誌名

      Journal of Human Genetics

      巻: 66 ページ: 607-611

    • DOI

      10.1038/s10038-020-00891-w

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deficiency of TMEM53 causes a previously unknown sclerosing bone disorder by dysregulation of BMP-SMAD signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Guo Long、(他19名)、Ikegawa Shiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 2046-2046

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22340-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large-scale genome-wide association study in a Japanese population identifies novel susceptibility loci across different diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Ishigaki Kazuyoshi、(他28名)、Ikegawa Shiro、Kou Ikuyo、(他57名)、Kamatani Yoichiro
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 52 ページ: 669~679

    • DOI

      10.1038/s41588-020-0640-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic disorders associated with the RANKL/OPG/RANK pathway2020

    • 著者名/発表者名
      Xue Jing-Yi、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: 39 ページ: 45~53

    • DOI

      10.1007/s00774-020-01148-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The third case of TNFRSF11A-associated dysosteosclerosis with a mutation producing elongating proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Xue Jing-Yi、Wang Zheng、Smithson Sarah F.、Burren Christine P.、Matsumoto Naomichi、Nishimura Gen、Ikegawa Shiro、Guo Long
    • 雑誌名

      Journal of Human Genetics

      巻: 66 ページ: 371~377

    • DOI

      10.1038/s10038-020-00831-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ゲノム医療と整形外科:パーソナルゲノム時代に取り残されないために2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      ちば 整形外科エキスパートカンファレンス 2020
    • 招待講演
  • [学会発表] 病気と遺伝:これからの医学・医療を理解するための基礎知識2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      愛媛大特別講義
  • [学会発表] 整形外科のゲノム医療:現在、過去、未来2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      第135回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会(教育研修講演)
    • 招待講演
  • [学会発表] 後縦靭帯骨化症のゲノム研究:過去・現在・未来2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      第35回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential diagnosis of skeletal dysplasias and genetic skeletal disorders2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      Virtual APAC MPS Summit 2020 Webinar 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genomic Study of Rare Diseases of Skeleton2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      India -Japan Webinar on "Rare Genetic Disorders" by Embassy of India
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of novel disease genes and re-classification of dysosteosclerosis2020

    • 著者名/発表者名
      池川志郎
    • 学会等名
      The 65th Annual Meeting of the Japan Society of Human Genetics (English Symposium)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ(理化学研究所チームページ)

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/OA-team/index.html

  • [備考] 研究室ホームページ(理化学研究所研究室紹介)

    • URL

      https://www.riken.jp/research/labs/ims/bone_joint_dis/

  • [備考] 骨系統疾患コンソーシウム

    • URL

      http://www2.riken.jp/lab/OA-team/JSDC/

  • [備考] 保健文化賞

    • URL

      https://www.asahi.com/articles/DA3S14745016.html

  • [備考] 保健文化賞(理化学研究所ニュース)

    • URL

      https://www.ims.riken.jp/2021/01/004142.php

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公開日: 2021-12-27  

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