候補遺伝子アプローチによる筋萎縮性側索硬化症病態関連遺伝子の探索

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07973
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中村 亮一 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (80723030)
• 研究分担者: 藤内 玄規 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (00748353) ; 勝野 雅央 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50402566) ; 熱田 直樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90547457)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / 遺伝子変異 / 次世代シークエンサー / KIF5A / VCP

研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は代表的な神経難病であるが、近年病態関連遺伝子が数多く同定されている。30種類以上判明しているALS関連遺伝子はRNA代謝やタンパク質品質管理などの機能に分類でき、依然謎であるALSの病態解明と根治的治療法開発の重要な手がかりになりつつある。しかし判明したALS関連遺伝子の多くは家族性ALSの解析から同定されており、大部分を占める孤発性ALSの関連遺伝子は十分に分かっていない。より多くのALS関連遺伝子を探索同定する必要があるが、通常そのためには数千例以上の規模でのゲノムワイド関連解析が必要であり、容易ではない。しかしパーキンソン病とゴーシェ病との関連のように、異なる疾患の関連が遺伝子により示される場合があり、その発想を用いた候補遺伝子アプローチにより、効率よくALS関連遺伝子を探索同定できる可能性がある。本研究では、名古屋大学脳神経内科で収集した多数のALS患者のDNA検体及び縦断的臨床像を用いて、ALS以外の神経変性疾患、筋疾患、末梢神経疾患の関連遺伝子の網羅的解析を行い、それらの変異とALSとの関連を明らかにする。
令和元年度においては、孤発性ALS807例の網羅的遺伝子解析データを用いて、遺伝性ニューロパチーと遺伝性痙性対麻痺の原因遺伝子であるKIF5A遺伝子に関して解析を行い1例（0.12％）に病的変異と思われる新規のスプライスサイト変異を見いだした。他にもいくつかの関連遺伝子を見いだしており、解析をすすめている。

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

既に当初の想定数以上の孤発性ALS患者に対して網羅的な遺伝子解析を施行した。
抽出されたvariantを今日までにALSやFTLD、認知症、遺伝性痙性対麻痺、末梢神経障害、筋疾患の発症の原因として同定されているもの、ALSや上記疾患の発症には無関係であると同定されているもの、またそのどちらでもないものに分類し、それぞれサンガー法で変異の有無を確認している。いくつか疾患関連遺伝子の候補を見いだしており、それらの機能解析も進めている。

今後の研究の推進方策

令和2年度も引き続き、遺伝子解析未施行の残りの孤発性ALS検体に対して網羅的なシーケンスを行った上で抽出されたvariantについての解析を施行する。また、現在見いだしている疾患関連遺伝子の候補に関して分子生物学的検討を行ったり、variantを持つ症例と臨床像との関連も検討する。遺伝的背景が明らかになった患者のうち剖検組織のある患者がいれば、病理像も検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

(理由)予定していたサイトライセンス使用料を別の研究費で賄うことができたため。
(使用計画)委託業務として予定していた患者登録業務を研究補助者を雇用することにし、人件費に充当する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Prognosis of amyotrophic lateral sclerosis patients undergoing tracheostomy invasive ventilation therapy in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Naoki、Atsuta Naoki、Yokoi Daichi、Nakamura Ryoichi、Nakatochi Masahiro、Katsuno Masahisa、Izumi Yuishin、Kanai Kazuaki、Hattori Nobutaka、Taniguchi Akira、Morita Mitsuya、Kano Osamu、Shibuya Kazumoto、Kuwabara Satoshi、Suzuki Naoki、Aoki Masashi、Aiba Ikuko、Mizoguchi Kouichi、Oda Masaya、Kaji Ryuji、Sobue Gen
  • 雑誌名: Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry 巻: 91 ページ: 285～290
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1136/jnnp-2019-322213
  • 査読あり
• [雑誌論文] 増大特集 ALS2019 ALSにおける患者レジストリの役割-JaCALSなど (2019)
  • 著者名/発表者名: 熱田 直樹、中村 亮一、林 直毅、藤内 玄規、勝野 雅央、祖父江 元
  • 雑誌名: BRAIN and NERVE 巻: 71 ページ: 1215～1225
  • DOI: https://doi.org/10.11477/mf.1416201431
• [雑誌論文] Semantic deficits in ALS related to right lingual/fusiform gyrus network involvement (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogura Aya、Watanabe Hirohisa、Kawabata Kazuya、Ohdake Reiko、Tanaka Yasuhiro、Masuda Michihito、Kato Toshiyasu、Imai Kazunori、Yokoi Takamasa、Hara Kazuhiro、Bagarinao Epifanio、Riku Yuichi、Nakamura Ryoichi、Kawai Yoshinari、Nakatochi Masahiro、Atsuta Naoki、Katsuno Masahisa、Sobue Gen
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 47 ページ: 506～517
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.08.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increase of arginine dimethylation correlates with the progression and prognosis of ALS (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka Kensuke、Atsuta Naoki、Maeda Yasuhiro、Hotta Yuji、Nakamura Ryoichi、Kawai Kaori、Yokoi Daichi、Hirakawa Akihiro、Taniguchi Akira、Morita Mitsuya、Mizoguchi Kouichi、Mochizuki Hideki、Kimura Kazunori、Katsuno Masahisa、Sobue Gen
  • 雑誌名: Neurology 巻: 92 ページ: e1868～e1877
  • DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000007311
  • 査読あり
• [学会発表] Mutation analysis of KIF5A in Japanese patients with amyotrophic lateral sclerosis (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一、熱田直樹、藤内玄規、中杤昌弘、林直毅、渡辺宏久、勝野雅央、和泉唯信、谷口彰、服部信孝、森田光哉、狩野修、桑原聡、織田雅也、阿部康二、溝口功一、梶龍兒、祖父江元、JaCALS
  • 学会等名: 第60回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Clinical and histopathological characteristics of MSP1 patients with the VCP mutation (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村亮一
  • 学会等名: 第60回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Genetic and functional analysis of the KIF5A variants in Japanese patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Nakamura, Naoki Atsuta, Genki Tohnai, Masahiro Nakatochi, Naoki Hayashi, Masahisa Katsuno, Yuishin Izumi, Akira Taniguchi, Nobutaka Hattori, Mitsuya Morita, Osamu Kano, Satoshi Kuwabara, Masaya Oda, Koji Abe, Kouichi Mizoguchi, Ryuji Kaji, Gen Sobue, JaCALS
  • 学会等名: 30th international symposium on ALS/MND
  • 国際学会