カルシウムイオン関連遺伝子変異によるLQTSの病態と臨床像の解明および治療法確立

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07875
• 研究機関: 国立研究開発法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 大野 聖子 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (20610025)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: CACNA1c / Calmodulin / RYR2 / LQTS / LQT8 / LQT15

研究実績の概要

Caイオン関連の遺伝性不整脈患者の病態を明らかにするため、先天性QT延長症候群（LQTS)患者およびカテコラミン誘発性多形性心室頻拍（CPVT）患者の収集と遺伝子解析を実施した。2018年度は98家系のLQTS患者と13人のCPVT患者のスクリーニングを次世代シークエンサーを用いたターゲットシークエンス法で実施した。その結果、CACNA1C変異をLQTS患者2名に同定した。またCPVT患者については、4家系にRYR2変異を同定し、CALM1変異を1人に同定した。このCALM1変異は既報の変異であり、両親には変異のない新規突然変異であった。さらに、すでにLQTS疑いでスクリーニングが実施されていたものの、変異が同定されていなかった重症不整脈患者に対してカルモジュリン遺伝子（CALM1-3)の変異を検索したところ、新規に2名のカルモジュリン変異キャリアを同定した。
LQTSにおけるCaイオン関連変異キャリアの頻度を調べるため、次世代シークエンサーでの解析開始後の連続する160人のLQTS患者を調べたところ、110人に原因となる遺伝子変異を同定した。そのうちCACNA1C変異を原因とするLQT8は6人であり、心臓ナトリウムチャネルをコードするSCN5A変異を原因とするLQT3の5人よりも多かった。また若年発症者のLQTS症例2名にCALM2の変異を同定した。本解析については2019年3月の日本循環器病学会のシンポジウムで発表し、論文投稿中である。
変異チャネルの機能解析については、Timothy症候群で同定されたCACNA1C-R412Mのメキシレチンによる機能変化を調べたが、有意差は認めなかった（論文投稿中）。また、新規に同定したCACNA1C変異について、機能解析の準備を進めている。

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

致死性不整脈であるLQTS及びCPVT症例を継続して登録・遺伝子解析を実施できている。機能解析については、解析対象となる遺伝子変異を検討中であり、本年度中に開始できるよう準備を進めている。

今後の研究の推進方策

本研究については主に次の2点に要約できる。１．遺伝性不整脈患者の臨床情報・ゲノムを収集してNGSを用いた遺伝子解析を実施し、Caイオン関連の遺伝性不整脈患者を同定する。２．同定された遺伝子変異について機能解析を行い、薬剤の反応性などを確認する。
まず１については今年度も引き続き全国の臨床医からの遺伝性不整脈患者の登録をお願いし、解析を実施する。さらにCaイオン関連変異保持者についてはデータベースを充実させ、症状出現時の特徴や治療薬の効果等についてまとめるとともに、定期的な予後調査を実施する。２については、すでに作成しているCACNA1C変異プラスミドについては培養細胞を用いて引き続き機能解析を行う。LQT8の原因となるCACNA1C変異は機能獲得型変異であり、各種カルシウムチャネル拮抗剤やLQTSの特効薬であるβブロッカーによる効果を確かめる。CALM変異については培養細胞系での解析が困難であるため、新規変異が同定された場合には、共同研究を行っている京都大学循環器内科でiPS細胞を樹立し、心筋細胞に分化後(iPS-CM)解析を行う予定である。RYR2変異については、培養細胞への一過性発現では解析結果が安定しないため、安定発現系(Stable cell line)を作成して解析予定であり、共同研究を行っている順天堂大学医学部薬理学教室と協力して実施する予定である。
これらの研究を統合することで、まだ報告の少ないCaイオン関連遺伝子変異によって発症するLQTS及びCPVTについての変異および機能異常を含めたデータベースを構築する。

次年度使用額が生じた理由

大阪府北部地震のため、遺伝子解析及び機能解析を実施するシステムに支障が生じたため、次年度使用額へ繰り越した。

研究成果

• [雑誌論文] Association of Genetic and Clinical Aspects of Congenital Long QT Syndrome With Life-Threatening Arrhythmias in Japanese Patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Wataru、Makimoto Hisaki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Aiba Takeshi, et al.
  • 雑誌名: JAMA Cardiology 巻: 4 ページ: 246～246
  • DOI: 10.1001/jamacardio.2018.4925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutant KCNJ3 and KCNJ5 Potassium Channels as Novel Molecular Targets in Bradyarrhythmias and Atrial Fibrillation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada N, Asano Y, Fujita M, Yamazaki S, Inanobe A, Matsuura N, Kobayashi H, Ohno S, Ebana Y, Zankov DP, Shimizu A, Naiki N, Hayashi K, Makiyama T, Ogita H, Miura K, Ueshima H, Komuro I, Yamagishi M, Horie M, Kawakami K, Furukawa T, Koizumi A, Kurachi Y, Sakata Y, Minamino T, Kitakaze M, Takashima S, et al.
  • 雑誌名: Circulation 巻: 139 ページ: 2157～2169
  • DOI: 10.1161/circulationaha.118.036761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptional cofactor Vgll2 is required for functional adaptations of skeletal muscle induced by chronic overload (2019)
  • 著者名/発表者名: Honda Masahiko、Tsuchimochi Hirotsugu、Hitachi Keisuke、Ohno Seiko
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/jcp.28239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel exon3 deletion of RYR2 in a family with catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (2019)
  • 著者名/発表者名: Dharmawan Tommy、Nakajima Tadashi、Ohno Seiko、Iizuka Takashi、Tamura Shuntaro、Kaneko Yoshiaki、Horie Minoru、Kurabayashi Masahiko
  • 雑誌名: Annals of Noninvasive Electrocardiology 巻: 24 ページ: e12623～e12623
  • DOI: 10.1111/anec.12623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel roles of Drosophila FUS and Aub responsible for piRNA biogenesis in neuronal disorders (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka Keiko Tsuji、Tanaka Ryo、Hirashima Tomoki、Muraoka Yuuka、Azuma Yumiko、Yoshida Hideki、Tokuda Takahiko、Asada Satoshi、Suda Kojiro、Ichiyanagi Kenji、Ohno Seiko、Itoh Masanobu、Yamaguchi Masamitsu
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1708 ページ: 207～219
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.12.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autonomic Function and QT Interval During Night-Time Sleep in Infant Long QT Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinaga Masao、Kucho Yu、Ushinohama Hiroya、Ishikawa Yuichi、Ohno Seiko、Ogata Hiromitsu
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 82 ページ: 2152～2159
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-18-0048
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A challenge for mutation specific risk stratification in long QT syndrome type 1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yagi Noriaki、Itoh Hideki、Hisamatsu Takashi、Tomita Yukinori、Kimura Hiromi、Fujii Yusuke、Makiyama Takeru、Horie Minoru、Ohno Seiko
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 72 ページ: 56～65
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2017.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complex aberrant splicing in the induced pluripotent stem cell?derived cardiomyocytes from a patient with long QT syndrome carrying KCNQ1-A344Aspl mutation (2018)
  • 著者名/発表者名: Wuriyanghai Yimin、Makiyama Takeru、Sasaki Kenichi、Kamakura Tsukasa、Yamamoto Yuta、Hayano Mamoru、Harita Takeshi、Nishiuchi Suguru、Chen Jiarong、Kohjitani Hirohiko、Hirose Sayako、Yokoi Fumika、Gao Jingshan、Chonabayashi Kazuhisa、Watanabe Ken、Ohno Seiko、Yoshida Yoshinori、Kimura Takeshi、Horie Minoru
  • 雑誌名: Heart Rhythm 巻: 15 ページ: 1566～1574
  • DOI: 10.1016/j.hrthm.2018.05.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] A hERG mutation E1039X produced a synergistic lesion on IKs together with KCNQ1-R174C mutation in a LQTS family with three compound mutations (2018)
  • 著者名/発表者名: Wu Jie、Mizusawa Yuka、Ohno Seiko、Ding Wei-Guang、Higaki Takashi、Wang Qi、Kohjitani Hirohiko、Makiyama Takeru、Itoh Hideki、Toyoda Futoshi、James Andrew F.、Hancox Jules C.、Matsuura Hiroshi、Horie Minoru
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21442-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association of zygotic piRNAs derived from paternal P elements with hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka Keiko Tsuji、Ichiyanagi Kenji、Ohno Seiko、Itoh Masanobu
  • 雑誌名: Mobile DNA 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s13100-018-0110-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population pharmacokinetics and pharmacogenomics of apixaban in Japanese adult patients with atrial fibrillation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueshima Satoshi、Hira Daiki、Kimura Yuuma、Fujii Ryo、Tomitsuka Chiho、Yamane Takuya、Tabuchi Yohei、Ozawa Tomoya、Itoh Hideki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Terada Tomohiro、Katsura Toshiya
  • 雑誌名: British Journal of Clinical Pharmacology 巻: 84 ページ: 1301～1312
  • DOI: 10.1111/bcp.13561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Copy number variations of SCN5A in Brugada syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Sonoda Keiko、Ohno Seiko、Ozawa Junichi、Hayano Mamoru、Hattori Tetsuhisa、Kobori Atsushi、Yahata Mitsuhiko、Aburadani Isao、Watanabe Seiichi、Matsumoto Yuichi、Makiyama Takeru、Horie Minoru
  • 雑誌名: Heart Rhythm 巻: 15 ページ: 1179～1188
  • DOI: 10.1016/j.hrthm.2018.03.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediagnostic electrocardiographic and echocardiographic findings of biopsy‐proven hypertrophic cardiomyopathy (2018)
  • 著者名/発表者名: Seki Shunji、Yamashita Erika、Tanoue Kazuyuki、Nuruki Norihito、Sonoda Masahiro、Ohno Seiko、Ishibashi‐Ueda Hatsue、Tanaka Yuji、Yoshinaga Masao
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia 巻: 34 ページ: 643～646
  • DOI: doi:10.1002/joa3.12110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three cases of catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia with prolonged QT intervals including two cases of compound mutations (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Aki、Ohno Seiko、Nuruki Norihito、Nomura Yuichi、Horie Minoru、Yoshinaga Masao
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia 巻: 34 ページ: 291～293
  • DOI: 10.1002/joa3.12053
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel CACNA1C mutation identified in a patient with Timothy syndrome without syndactyly exerts both marked loss- and gain-of-function effects (2018)
  • 著者名/発表者名: Ozawa Junichi、Ohno Seiko、Saito Hideki、Saitoh Akihiko、Matsuura Hiroshi、Horie Minoru
  • 雑誌名: HeartRhythm Case Reports 巻: 4 ページ: 273～277
  • DOI: 10.1016/j.hrcr.2018.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Diagnosis Between Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia and Long QT Syndrome Type 1 ― Modified Schwartz Score ― (2018)
  • 著者名/発表者名: Ozawa Junichi、Ohno Seiko、Fujii Yusuke、Makiyama Takeru、Suzuki Hiroshi、Saitoh Akihiko、Horie Minoru
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 82 ページ: 2269～2276
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-17-1032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical Manifestations and Long-Term Mortality in <i>Lamin A/C</i> Mutation Carriers From a Japanese Multicenter Registry (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Aiba T, Makiyama T, Nishiuchi S, Ohno S, Kato K, Yamamoto Y, Doi T, Shizuta S, Onoue K, Yagihara N, Ishikawa T, Watanabe I, Kawakami H, Oginosawa Y, Murakoshi N, Nogami A, Aonuma K, Saito Y, Kimura T, Yasuda S, Makita N, Shimizu W, Horie M, Kusano K
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 82 ページ: 2707～2714
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-18-0339
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A tryptophan residue in the caffeine-binding site of the ryanodine receptor regulates Ca2+ sensitivity (2018)
  • 著者名/発表者名: Murayama Takashi、Ogawa Haruo、Kurebayashi Nagomi、Ohno Seiko、Horie Minoru、Sakurai Takashi
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 1 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0103-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bradycardia Is a Specific Phenotype of Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia Induced by <i>RYR2</i> Mutations (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyata Kazuaki、Ohno Seiko、Itoh Hideki、Horie Minoru
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 57 ページ: 1813～1817
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.9843-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical storm in an infant with short-coupled variant of torsade de pointes (2018)
  • 著者名/発表者名: Kise Hiroaki、Ohno Seiko、Kono Yosuke、Yoshizawa Masashi、Harama Daisuke、Okafuji Asami、Toda Takako、Koizumi Keiichi、Hoshiai Minako、Sugita Kanji、Horie Minoru
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia 巻: 34 ページ: 315～318
  • DOI: 10.1002/joa3.12071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Home blood pressure variability and subclinical atherosclerosis in multiple vascular beds (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisamatsu Takashi、Miura Katsuyuki、Ohkubo Takayoshi、Arima Hisatomi、Fujiyoshi Akira、Satoh Atsushi、Kadota Aya、Zaid Maryam、Takashima Naoyuki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Ueshima Hirotsugu
  • 雑誌名: Journal of Hypertension 巻: 36 ページ: 2193～2203
  • DOI: 10.1097/hjh.0000000000001810
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic QT Changes in Long QT Syndrome Type 8 (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada Mizuki、Suzuki Hiroshi、Ohno Seiko、Ozawa Junichi、Saitoh Akihiko、Horie Minoru
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-18-0984
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel intracellular transport-refractory mutations in KCNH2 identified in patients with symptomatic long QT syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto Daisuke、Ding Wei-Guang、Wada Yuko、Fujii Yusuke、Ichikawa Mari、Takayama Koichiro、Fukuyama Megumi、Kato Koichi、Itoh Hideki、Makiyama Takeru、Omatsu-Kanbe Mariko、Matsuura Hiroshi、Horie Minoru、Ohno Seiko
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 71 ページ: 401～408
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2017.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia managed as orthostatic dysregulation and epilepsy in 11‐ and 15‐year‐old sisters (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujita Shuhei、Nishida Keigo、Irabu Hitoshi、Nakagawa Ryo、Futatani Takeshi、Igarashi Noboru、Usuda Kazuo、Nagata Yoshiki、Ohno Seiko、Horie Minoru、Hatasaki Kiyoshi
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 60 ページ: 998～1001
  • DOI: 10.1111/ped.13688
  • 査読あり
• [学会発表] An NGS-based genotyping in LQTS; minor genes are no longer minor (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohno S,, Ozawa J, Fukuyama M, Makiyama T, Horie M
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Genetic Background of ARVC (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohno S,, Sonoda K, Horie M.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Clinical use of genetic analysis for the inherited primary arrhythmia syndromes (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohno S
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] LQTS, Ventricular Arrhythmias and SCD Pathophysiology and Mechanisms Ion Channel Disorders (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohno S
  • 学会等名: European Heart Rhythm Society Meeting 2018 in Barcelona
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] VT/VF: Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy (ARVC): From Bench to Bedside (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohno S
  • 学会等名: Asian Pacific Heart Rhythm Society Meeting 2018 in Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] What is New in the Genetics of Arrhythmogenic Right Ventricular Cardiomyopathy? (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohno S
  • 学会等名: Asian Pacific Heart Rhythm Society Meeting 2018 in Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High Frequency of De Novo KCNJ2 Mutations in Andersen-Tawil Syndrome Patients (2018)
  • 著者名/発表者名: Hattori T, Sonoda K, Horie M, Ohno S
  • 学会等名: Asian Pacific Heart Rhythm Society Meeting 2018 in Taiwan
  • 国際学会
• [学会発表] Functional Change of an SCN5A Mutation Identified in the Patient with Short-Coupled Variant of Torsades de Pointes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sonoda K, Ohno S,, Hattori T, Horie M,
  • 学会等名: Asian Pacific Heart Rhythm Society Meeting 2018 in Taiwan
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of Copy Number Variations by Next Generation Sequencer,a Missing Genetic Defect (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohno S,, Sonoda K, Ichikawa M, Yoshinaga M, Horie M.
  • 学会等名: 第82回日本循環器学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Early Repolarization Syndrome Caused by a de novo KCND3 Gain-of-Function Mutation (2018)
  • 著者名/発表者名: Takayama K, Ohno S,, Ding WG, Ashihara T, Kise H, Hoshiai M, Matsuura H, Horie M..
  • 学会等名: 第82回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Functional Analysis of Mutant Nav1.5 Channels Clarified Severe Phenotype of a Female Patient with Compound SCN5A Mutations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukumoto D, Ohno S,, Makiyama T, Kubo T, Kitaoka H, Matsuura H, Horie M.
  • 学会等名: 第82回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 不整脈原性右室心筋症に特異的な遺伝子変異の病原性を考える (2018)
  • 著者名/発表者名: 大野聖子、和田悠子、堀江稔
  • 学会等名: 第4回日本心筋症研究会
• [学会発表] ゲノム医療を活用した不整脈診療 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大野聖子
  • 学会等名: 第66回日本心臓病学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝性不整脈の遺伝子診断 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大野聖子
  • 学会等名: 第22回日本心不全学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 不整脈を呈するCALM2変異キャリアの特徴 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大野聖子、中右弘一、真鍋博美、吉田葉子、青木寿明、藤田修平、牧山武、 堀江稔
  • 学会等名: 第23回日本小児心電学会学術集会