遺伝性心筋症ゲノム解析および横断オミックス解析による新規分子標的の同定と創薬開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03652
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 朝野 仁裕 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (60527670)
• 研究分担者: 塚本 蔵 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (80589151) ; 木岡 秀隆 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70642099) ; 宮下 洋平 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60816312)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 心筋症 / ゲノムデータベース構築 / オミックス研究 / 創薬開発 / 新規治療法開発

研究実績の概要

遺伝性心筋症の原因遺伝子およびその変異は機能未知変異含めて包括的解釈は未到達であり今後の大きな課題である。疾患の正確な分類と個々のバリアントに対応する治療法の開発はまだ途上にある。研究代表者が開発した遺伝性心筋症ゲノムバリアントデータベースを用いて、そこから同定される遺伝性心筋症・心不全に関する５つの分子標的に対して、関連類似変異の機能評価、創薬新規シーズ探索、生理活性評価系構築、心筋症治療法開発を目的に、一年目２つの項目（６つの細目）について実施し、以下の成果を得た。
項目１．遺伝性心筋症ゲノム変異データベースの活用と変異がもたらす生理機能変化の検証：１）サルコメア関連遺伝子Aの収縮活性変化と遺伝子内類似変異の検出し、創薬シーズスクリーニング研究に次年度展開可能となった。２）心筋エネルギー産生制御分子Bの心筋症変異の検出を行い、リスト化を行った。３）心筋エネルギー産生制御分子Cの心筋症変異の検出を行い、リスト化を行った。４）分子機序未解明の心筋症遺伝子Dに関するヒト心筋症を再現する心筋症モデル動物の開発を完了し、新規心筋細胞変性機序解明に至った。５）新規心筋症サルコメア遺伝子Eの病態解析と生理機能アッセイ系の構築を行った。
項目２．心筋症ゲノム変異情報解析の深化と新たな原因変異の同定アルゴリズムの構築：遺伝性心筋症を含む全エクソーム解析データを用いて、検出された各20万か所の既知・未知バリアントについて、遺伝統計学的に有意差を有するものを同定しリスト化した。重篤変異およびスプライシング変異の疾患への影響と、病原性を持つ新たなバリアントの同定リスト化を行った。
ヒト家系の病原性バリアントの機能解析、生理機能解析系の開発、開発したゲノムバリアントデータベースによる類似バリアントの同定、創薬化合物スクリーニング、新規治療法開発研究に向けた基礎研究を実施した。（以上、論文投稿中2報）

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

機能未知分子の機序解明２つ、新規心筋症遺伝子同定２つ、それとともに新規治療法開発に３遺伝子の道筋ができ、そのうち一つは一年目から論文報告が可能となった。
その結果、次ステップへの開発が予定を繰り上げて実施できている。
実際には次年度予定としていた検討項目や、当初想定した以上の新規機能バリアントの解析に進み、結果として既に論文投稿可能な成果もあげている。
新規性のある同定物については、知財申請も同時進行で進めている。

今後の研究の推進方策

上記実績概要に示した６つの細目について以下の方針で研究を推進する。
１）サルコメア関連遺伝子Aに関しては機能アッセイ系構築完了に伴い、創薬シーズスクリーニング研究および新規治療法開発研究を次年度展開する。２）および３）心筋エネルギー産生制御分子BおよびCについては、検出したバリアントについて心筋症発症に関するの病原性意義の評価解析を実施する。４）分子機序未解明の心筋症遺伝子Dについては、ヒト心筋症モデル動物の自然歴から心筋症発症の新規機序と、その関連する心筋症への類似性への検討からあらたな心筋症の定義を考察できる検討を行う。５）新規心筋症サルコメア遺伝子Eの病態解析と構築した動物モデルと生理機能アッセイ系のを用いて治療法開発研究ヘ進める。６）遺伝性心筋症ゲノムバリアントデータベースの構築及びそれを用いた疾患層別化、新規原因バリアント同定研究を開始する。加えて遺伝子発現データベースとも連結し、ゲノム配列より深層にあるバリアントの病的意義の解明研究を開始する。

研究成果

• [雑誌論文] Higd1a improves respiratory function in the models of mitochondrial disorder (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagao Takemasa、Shintani Yasunori、Hayashi Takaharu、Kioka Hidetaka、Kato Hisakazu、Nishida Yuya、Yamazaki Satoru、Tsukamoto Osamu、Yashirogi Shohei、Yazawa Issei、Asano Yoshihiro、Shinzawa‐Itoh Kyoko、Imamura Hiromi、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Goto Yu‐ichi、Takashima Seiji
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 ページ: 1859～1871
  • DOI: 10.1096/fj.201800389R
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo real‐time ATP imaging in zebrafish hearts reveals G0s2 induces ischemic tolerance (2020)
  • 著者名/発表者名: Kioka Hidetaka、Kato Hisakazu、Fujita Takeshi、Asano Yoshihiro、Shintani Yasunori、Yamazaki Satoru、Tsukamoto Osamu、Imamura Hiromi、Kogo Mikihiko、Kitakaze Masafumi、Sakata Yasushi、Takashima Seiji
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 ページ: 2041～2054
  • DOI: doi: 10.1096/fj.201901686R
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of transmembrane protein 168 mutation in familial Brugada syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Akio、Zankov Dimitar P.、Sato Akira、Komeno Masahiro、Toyoda Futoshi、Yamazaki Satoru、Makita Toshinori、Noda Taichi、Ikawa Masahito、Asano Yoshihiro、Miyashita Yohei、Takashima Seiji、Morita Hiroshi、Ishikawa Taisuke、Makita Naomasa、Hitosugi Masahito、Matsuura Hiroshi、Ohno Seiko、Horie Minoru、Ogita Hisakazu
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 ページ: 6399～6417
  • DOI: 10.1096/fj.201902991R
  • 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 Noriaki、Asano Yoshihiro、Fujita Masashi、Yamazaki Satoru、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] Impact of cardiac myosin light chain kinase gene mutation on development of dilated cardiomyopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Hodatsu Akihiko、Fujino Noboru、Uyama Yuki、Tsukamoto Osamu、Imai‐Okazaki Atsuko、Yamazaki Satoru、Seguchi Osamu、Konno Tetsuo、Hayashi Kenshi、Kawashiri Masa‐aki、Asano Yoshihiro、Kitakaze Masafumi、Takashima Seiji、Yamagishi Masakazu
  • 雑誌名: ESC Heart Failure 巻: 6 ページ: 406～415
  • DOI: doi: 10.1002/ehf2.12410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Next-generation sequencing identifies contribution of both class I and II HLA genes on susceptibility of multiple sclerosis in Japanese (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Kotaro、Okuno Tatsusada、Hosomichi Kazuyoshi、Hosokawa Akiko、Hirata Jun、Suzuki Ken、Sakaue Saori、Kinoshita Makoto、Asano Yoshihiro、Miyamoto Katsuichi、Inoue Ituro、Kusunoki Susumu、Okada Yukinori、Mochizuki Hideki
  • 雑誌名: Journal of Neuroinflammation 巻: 16 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12974-019-1551-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A molecular triage process mediated by RING finger protein 126 and BCL2-associated athanogene 6 regulates degradation of G0/G1 switch gene 2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamikubo Kenta、Kato Hisakazu、Kioka Hidetaka、Yamazaki Satoru、Tsukamoto Osamu、Nishida Yuya、Asano Yoshihiro、Imamura Hiromi、Kawahara Hiroyuki、Shintani Yasunori、Takashima Seiji
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 294 ページ: 14562～14573
  • DOI: 10.1074/jbc.RA119.008544
  • 査読あり
• [雑誌論文] AST-120, an Adsorbent of Uremic Toxins, Improves the Pathophysiology of Heart Failure in Conscious Dogs (2019)
  • 著者名/発表者名: Asanuma H, Chung H, Ito S, Min KD, Ihara M, Takahama H, Funayama M, Imazu M, Fukuda H, Ogai A, Asano Y, Minamino T, Takashima S, Morita T, Sugimachi M, Asakura M, Kitakaze M
  • 雑誌名: Cardiovasc Drugs Ther 巻: 33 ページ: 277～286
  • DOI: 10.1007/s10557-019-06875-z
  • 査読あり
• [学会発表] Genome Analysis and Genomic Medicine in Cardiomyopathy (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Asano
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会（開催延期）
  • 招待講演
• [学会発表] Genomic medicine in sinus bradycardia and a strategy for development of a novel targeted therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Asano
  • 学会等名: 2019 XXIII ISHR WORLD CONGRESS（国際心臓研究会世界大会）Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cardiomyopathies: genetic causes and precision medicine (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Asano
  • 学会等名: ESC CONGRESS 2019（欧州心臓病学会年会）Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 心筋症の遺伝子診断における問題点と解決策 (2019)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 学会等名: 第23回日本心不全学会学術集会、シンポジウム14「心筋症と遺伝子診断」
  • 招待講演
• [図書] 新心臓病学 第7章心筋疾患・心膜疾患 不整脈原性右室心筋症 (2020)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 文光堂
• [図書] CARDIAC PRACTICE 循環器疾患のPrecision Medicine 不整脈Precision Medicineへ向けた試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 総ページ数: -
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 医学のあゆみ 遺伝性心血管疾患のすべて 遺伝性徐脈性不整脈におけるゲノム医療へのアプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 月刊心臓 HEART's Selection 心臓病に挑むゲノム医療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 日本心臓財団・日本循環器学会（日本医学出版）
• [図書] 月刊心臓 心不全層別化に向けた疾患ゲノム解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 朝野仁裕
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 日本心臓財団・日本循環器学会（日本医学出版）
• [産業財産権] 遺伝性徐脈性不整脈治療薬 (2019)
  • 発明者名: 朝野仁裕、高島成二、山田憲明、山下徹
  • 権利者名: 朝野仁裕、高島成二、山田憲明、山下徹
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2019/051456
  • 外国
• [産業財産権] 心不全感受性エンハンサーを含む遺伝子治療用ベクター (2019)
  • 発明者名: 朝野仁裕、高島成二、松岡研、塚本蔵、木岡秀隆
  • 権利者名: 朝野仁裕、高島成二、松岡研、塚本蔵、木岡秀隆
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2019-206823