ロングリードシーケンサーを用いた神経筋疾患の原因探索と病態解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K07907
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 宮武 聡子 横浜市立大学, 附属病院, 講師 (50637890)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ロングリードシーケンサー / 神経筋疾患 / 脊髄小脳変性症

研究実績の概要

本研究は、ショートリード次世代シーケンサーの“次の世代”と位置付けられるロングリードシーケンサーを用いて、ショートリードシーケンサーの弱点を補完する全ゲノム解析系を構築し、全エクソーム解析で未解決の神経筋疾患症例の遺伝学的原因を同定することを目的とする。
解析系を構築後、これまでに、脊髄小脳変性症46例について、PromethION nanopore sequencer (Oxford Nanopore Technologies)による全ゲノム解析を終え、順次データ解析を行っている。そこから、有意な所見を得たものについては、追加解析として、Pacbio Sequel System (Pacific Biosciences)、または、MinION/GridION nanopore sequencer (Oxford Nanopore Technologies)を用いて、ターゲットシーケンスを行っている。今年度までの成果として、脊髄小脳変性症の18例において、locusXに1Kb～25Kb程度のリピート伸長を検出し、リピート配列の全長を解読することができた。その結果、配列パターンが複数あることがわかった。また配列パターンの組み合わせと臨床症状の関連についても示唆的な知見を得た。リピート配列は従来法ではシーケンスが非常に困難な領域とされ、長いリピート伸長では全長配列の解読はほとんど行われてこなかった。この成果はこれまでのゲノム手法では検出できない知見であり、ゲノム医学としても、また臨床神経内科学としても有用な所見と考えられる。

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

当初の計画通り、集積した検体を使ったロングリード解析を行い、順次データ解析を行っている。脊髄小脳変性症の複数症例において、locuxXに有意な所見を検出し、適宜追加解析を行い所見の検証を行っている。

今後の研究の推進方策

LocusX関連脊髄小脳変性症については、追加解析を進め、また臨床所見の詳細の収集など行い、得られた所見の確定、整理を行い、成果発表に進みたい。
その他の脊髄小脳変性症については、ロングリード解析のデータ解析を継続したい。
集積している他の神経筋疾患については、順次ロングリード解析を行いたい。

次年度使用額が生じた理由

ロングリード解析を予定していた症例が全例終了していないため、それらについては次年度以降に行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Kato M, Kumamoto T, Hirose T, Koshimizu E, Matsui T, Takeuchi H, Doi H, Hamada K, Takahashi H, Tanaka F, Ogata K, Ohtaka-Maruyama C, Matsumoto N, et al.
  • 雑誌名: Sci Adv. 巻: 24 ページ: -
  • DOI: 10.1126/sciadv.abd2368
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] OTUD5 Variants Associated With X-Linked Intellectual Disability and Congenital Malformation (2021)
  • 著者名/発表者名: Saida K, Fukuda T, Scott DA, Sengoku T, Ogata K, Nicosia A, Hernandez-Garcia A, Lalani SR, Azamian MS, Streff H, Liu P, Dai H, Mizuguchi T, Miyatake S, Asahina M, Ogata T, Miyake N, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Front Cell Dev Biol. 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.631428
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mutation-specific pathophysiological mechanisms define different neurodevelopmental disorders associated with SATB1 dysfunction (2021)
  • 著者名/発表者名: den Hoed J, de Boer E, Voisin N, Dingemans AJM, Guex N, Wiel L, HB, Itai T, Jackson A, Matsumoto N, Mazel B, McWalter K, Meiner V, Mikati MA, Miyatake S, Mizuguchi T, Kleefstra T, Reymond A, Fisher SE, Vissers LELM et al.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet. 巻: 108 ページ: 346-356
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2021.01.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pathogenic 12-kb copy-neutral inversion in syndromic intellectual disability identified by high-fidelity long-read sequencing (2021)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi T, Okamoto N, Yanagihara K, Miyatake S, Uchiyama Y, Tsuchida N, Hamanaka K, Fujita A, Miyake N, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genomics 巻: 113 ページ: 1044-1053
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2020.10.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient detection of copy-number variations using exome data: Batch- and sex-based analyses (2021)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Y, Yamaguchi D, Iwama K, Miyatake S, Matsumoto N et al.
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 42 ページ: 50-65
  • DOI: 10.1002/humu.24129
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo variants in CELF2 that disrupt the nuclear localization signal cause developmental and epileptic encephalopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Hamanaka K, Sasaki K, Saitsu H, Miyatake S, Matsumoto N et al.
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 42 ページ: 66-76
  • DOI: 10.1002/humu.24130
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A 2-year-old patient with a diffuse intrinsic pontine glioma and radiation-induced moyamoya syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Iizuka A, Shiba N, Shimosato Y, Yoshitomi M, Nakamura T, Miyatake S, Takano Y, Sasaki K, Takeuchi M, Murata H, Yamamoto T, Matsumoto N, Ito S.
  • 雑誌名: Pediatr Blood Cancer 巻: 67 ページ: -
  • DOI: 10.1002/pbc.28618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hemizygous FLNA variant in West syndrome without periventricular nodular heterotopia (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiromoto Y, Azuma Y, Suzuki Y, Hoshina M, Uchiyama Y, Mitsuhashi S, Miyatake S, Mizuguchi T, Takata A, Miyake N, Kato M, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41439-020-00131-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clonazepam as an Effective Treatment for Epilepsy in a Female Patient with NEXMIF Mutation: Case Report (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara M, Nakagawa E, Takeshita E, Hamanaka K, Miyatake S, Matsumoto N, Sasaki M.
  • 雑誌名: Mol Syndromol 巻: 11 ページ: 232-237
  • DOI: 10.1159/000510172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical and genetic characteristics of patients with Doose syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Hinokuma N, Nakashima M, Asai H, Nakamura K, Itai T, Miyatake S, Saitsu H, Matsumoto N, Kato M et al.
  • 雑誌名: Epilepsia Open 巻: 5 ページ: 442-450
  • DOI: 10.1002/epi4.12417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prenatal clinical manifestations in individuals with COL4A1/2 variants (2020)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Miyatake S, Taguri M, Nakashima M, Saitsu H, Matsumoto N et al.
  • 雑誌名: J Med Genet 巻: 0 ページ: -
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2020-106896
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of total callosotomy on KCNQ2-related intractable epilepsy (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto A, Saito Y, Oyama Y, Watanabe Y, Ikeda A, Takayama R, Ikeda H, Takeshita S, Takumi I, Itai T, Miyatake S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 42 ページ: 612-616
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2020.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] SCN3A-Related Neurodevelopmental Disorder: A Spectrum of Epilepsy and Brain Malformation (2020)
  • 著者名/発表者名: Zaman T, Helbig KL, Clatot J, Fujiwara Y, Miyatake S, Ben-Zeev B, Helbig I, Matsumoto N, Kearney JA, Fry AE, Goldberg EM et al.
  • 雑誌名: Ann Neurol 巻: 88 ページ: 348-362
  • DOI: 10.1002/ana.25809
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] De Novo Truncating Variants in the Last Exon of SEMA6B Cause Progressive Myoclonic Epilepsy (2020)
  • 著者名/発表者名: Hamanaka K, Imagawa E, Koshimizu E, Miyatake S, Tohyama J, Yamagata T, Miyauchi A, Ekhilevitch N, Nakamura F, Kawashima T, Goshima Y, Mohamed AR, Ch'ng GS, Fujita A, Azuma Y, Yasuda K, Imamura S, Nakashima M, Saitsu H, Mitsuhashi S, Mizuguchi T, Takata A, Miyake N, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 106 ページ: 549-558
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2020.02.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infantile macrocephaly and multiple subcutaneous lipomas diagnosed with PTEN hamartoma tumor syndrome: A case report (2020)
  • 著者名/発表者名: Yotsumoto Y, Harada A, Tsugawa J, Ikura Y, Utsunomiya H, Miyatake S, Matsumoto N, Kanemura Y, Hashimoto-Tamaoki T.
  • 雑誌名: Mol Clin Oncol 巻: 12 ページ: 329-335
  • DOI: 10.3892/mco.2020.1988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-read sequencing identifies the pathogenic nucleotide repeat expansion in RFC1 in a Japanese case of CANVAS (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, Doi H, Mitsuhashi S, Miyatake S, Katoh K, Frith MC, Asano T, Kudo Y, Ikeda T, Kubota S, Kunii M, Kitazawa Y, Tada M, Okamoto M, Joki H, Takeuchi H, Matsumoto N, Tanaka F.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: 65 ページ: 475-480
  • DOI: 10.1038/s10038-020-0733-y
  • 査読あり
• [学会発表] The de novo hotspot variant in SCN3A cause polymicrogyria: report of patients and literature review (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S， Kato M， Matsumoto M
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会
• [学会発表] シンポジウム12:脳形成の新たな分子機構と小児神経疾患 イオンチャネルと脳形成異常 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 第62回日本小児神経学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] ANKRD11 variants cause variable clinical features associated with KBG syndrome and Coffin-Siris-like syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第65回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 教育セッション3「遺伝性疾患の分子生物学的理解」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第65回大会
  • 招待講演