Chediak東症候群原因遺伝子LYST変異による神経変性発症機序の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03652
• 研究機関: 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛
• 研究代表者: 野々山 恵章 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 小児科学, 教授 (40280961)
• 研究分担者: 松本 浩 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 小児科学, 講師 (00536229) ; 大澤 郁朗 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究副部長 (30343586) ; 大澤 麻登里 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 小児科学, 助教 (40792180) ; 關中 悠仁 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 小児科学, 助教 (90837238)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 神経分子病態学 / 遺伝・先天異常学 / 小児神経学 / 先天異常学

研究実績の概要

Chediak東症候群(CHS)は神経変性および免疫不全を呈する疾患である。原因遺伝子はLYSTであるが、神経変性の発症機序は不明である。本研究ではChediak東症候群(CHS)患者６症例からiPS細胞を樹立し、神経細胞に分化させた。６症例のLYST遺伝子変異は全て異なっていたが、５症例で神経症状があり１例は幼児のため神経症状は解析不能であった。

分化誘導した神経細胞で、細胞内小器官であるリソソーム、ミトコンドリア、オートファゴソームの解析を行った。その結果、蛍光顕微鏡および電子顕微鏡による解析で、リソソームでは、巨大化、PAS染色陽性物質の沈着、細胞内部のフィラメント様構造および黒色顆粒の出現などの形態異常を認めた。機能解析ではカルシウム依存性エキソサイトーシス障害を認めた。ミトコンドリアでは、電子顕微鏡の解析で、形態の不整、肥大化、内部の黒色顆粒を認めた。また核周囲への局在化、分布異常も認めた。オートファゴソームについては、DAP Green染色による蛍光顕微鏡の解析で輝度の亢進および閾値以上の細胞の割合の増加を認めた。

以上の結果から、Chediak東症候群(CHS)では細胞内小器官の異常があることを明らかにした。このことから、Chediak東症候群(CHS)の神経細胞では、リソソーム機能異常により異常な細胞内小器官および老廃物の処理ができず細胞内に蓄積し、これにより神経障害が発症することが示唆された。

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

CHS患者由来神経細胞を６症例から樹立できた。細胞内小器官異常として、リソソーム、ミトコンドリア、オートファゴソームの形態異常や機能異常を示すことが出来た。おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

Chediak東症候群(CHS)の神経細胞内小器官異常を様々な方法で示す。マイクロダイセクションとLC-MASにより巨大化したライソソーム内の沈着物質を同定する。Oroboros Oxygraph-2kによる酸素消費速度（OCR）低下を解析してミトコンドリア機能低下を示す。さらに、Chediak東症候群(CHS)患者由来iPS細胞から分化させた神経細胞の機能障害を解析する。具体的には、MEAにより神経活動を解析する。
これにより細胞内小器官の形態及び機能異常により神経細胞機能障害が起きている事を示す予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Wiskott Aldrich Syndrome: A Multi-Institutional Experience From India. (2021)
  • 著者名/発表者名: Suri D, Rikhi R, Jindal AK, Rawat A, Sudhakar M, Vignesh P, Gupta A, Kaur A, Sharma J, Ahluwalia J, Bhatia P, Khadwal A, Raj R, Uppuluri R, Desai M, Taur P, Pandrowala AA, Gowri V, Madkaikar MR, Lashkari HP, Bhattad S, Kumar H, Verma S, Imai K, Nonoyama S, Ohara O, Chan KW, Lee PP, Lau YL and Singh S.
  • 雑誌名: Front. Immunol. 巻: 12 ページ: 627651
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.627651
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical, Immunological, and Molecular Profile of Chronic Granulomatous Disease: A Multi-Centric Study of Patients From India. (2021)
  • 著者名/発表者名: Rawat A, Vignesh P, Sudhakar M, Nonoyama S, Lau YL and Singh S, et al.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 12 ページ: 625320
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.625320
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hemophagocytic Lymphohistiocytosis in Children with Chronic Granulomatous Disease-Single-Center Experience from North India. (2021)
  • 著者名/発表者名: Vignesh P, Loganathan SK, Sudhakar M, Chaudhary H, Rawat A, Sharma M, Shekar A, Vaiphei K, Kumar N, Sachdeva MUS, Jindal AK, Suri D, Gupta A, Ray P, Imai K, Ohara O, Nonoyama S, Lau YL and Singh S.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol Pract, 巻: 9 ページ: 771-782.e3.
  • DOI: 10.1016/j.jaip.2020.11.041.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical and immunological analyses of ten patients with MIRAGE syndrome. (2021)
  • 著者名/発表者名: Mitsui-Sekinaka K, Narumi S, Sekinaka Y, Uematsu K, Yoshida Y, Amano N, Shima H, Hasegawa T and Nonoyama S.
  • 雑誌名: J Clin Immunol. 巻: 41 ページ: 709-711
  • DOI: 10.1007/s10875-020-00964-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunodeficiency in a patient with microcephalic osteodysplastic primordial dwarfism type I as compared to Roifman syndrome. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara H, Matsumoto H, Uematsu K, Zaha K, Sekinaka Y, Miyake N, Matsumoto N, Nonoyama S.
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 43 ページ: 337-342
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2020.09.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and Genetic Profile of X-Linked Agammaglobulinemia: A Multicenter Experience From India. (2021)
  • 著者名/発表者名: Rawat A, Jindal AK, Suri D, Nonoyama S, Lau YL, Singh S,et al.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 15 ページ: 612323
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.612323
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Newborn Screening for Presymptomatic Diagnosis of Complement and Phagocyte Deficiencies (2020)
  • 著者名/発表者名: Dezfouli M, Bergström S, Nonoyama S, Schwenk JM, Nilsson P, Hammarström L, et al.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 11 ページ: 455
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.00455
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] DNA ligase IV deficiency identified by chance following vaccine-derived rubella virus infection. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto K, Hoshino A, Nishimura A, Kato T, Mori Y, Shimomura M, Naito C, Watanabe K, Hamazaki M, Mitsuiki N, Takagi M, Imai K, Nonoyama S, Kanegane H, Morio T.
  • 雑誌名: J Clin Immunol. 巻: 40 ページ: 1187-1190
  • DOI: 10.1007/s10875-020-00831-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical, Immunological, and Molecular Features of Severe Combined Immune Deficiency: A multi-institutional experience from India. (2020)
  • 著者名/発表者名: Vignesh P, Rawat A, Nonoyama S, Hershfield M.S, Lau Y.L, Singh S, et al.
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 11 ページ: 619146
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.619146
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 患者iPS細胞由来神経細胞を用いたChediak-Higashi症候群の病態解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村 康子, 白石 暁, 石村 匡崇, 大西 秀典, 堀越 泰雄, 斎藤 潤, 野々山 恵章.
  • 学会等名: 第123回日本小児科学会学術集会