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

2022 年度 実績報告書

• 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, 准教授 (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 / リピート伸長病 / CANVAS / RFC1 / ナノポアシーケンス / ターゲットロングリードシーケンス法

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した。
研究全体の成果として、①脊髄小脳変性症の１つの病型である、小脳性運動失調、ニューロパチー、前庭機能障害を主徴とする小脳性運動失調・ニューロパチー・前庭反射消失症候群(Cerebellar ataxia, neuropathy, vestibular areflexia syndrome; CANVAS）の原因変異である、RFC1遺伝子のイントロン領域に存在する両アレル性リピート異常伸長の全配列(約2-8kb)を決定し、リピートユニットの組み合わせの多様性があることを発見、さらに配列パターンの組み合わせと臨床症状の関連について観察、報告したこと[Miyatake et al., Brain. Apr 29;145(3):1139-1150 (2022)]、②リピート伸長病の原因となる病的リピート伸長を、網羅的に一括スクリーニングできる迅速ロングリードシーケンス系を確立したこと[Miyatake et al., npj Genom. Med. 7, 62 (2022)]、が挙げられる。
前者は、長いリピート伸長の完全配列決定はこれまでほとんど行われてこなかったところ、ロングリードシーケンサーを用いて、リピート配列の全長を解読できたことが既存のゲノム手法の限界を打ち破る新たな知見であり、後者は、ナノポアシーケンサーのターゲットロングリードシーケンス法を利用したもので、従来のPCRを主体としたゲノム手法ではスクリーニングが困難であったリピート伸長病の簡便・迅速・正確な診断が可能となったことが有意義であった。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular diagnosis of 405 individuals with autism spectrum disorder (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyake N, Tsurusaki Y, Fukai R, Kushima I, Okamoto N, Ohashi K, Nakamura K, Miyatake S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Eur J Hum Genet 巻: 27-Mar ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41431-023-01335-7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Publisher Correction: A novel NONO variant that causes developmental delay and cardiac phenotypes (2023)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Sugie A, Nitta Y, Maki R, Suzuki T, Shinkai Y, Watanabe Y, Nakano Y, Ichikawa K, Okamoto N, Utsuno Y, Koshimizu E, Fujita A, Hamanaka K, Uchiyama Y, Tsuchida N, Miyake N, Misawa K, Mizuguchi T, Miyatake S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: Mar 9;13(1) ページ: 3954
  • DOI: 10.1038/s41598-023-30968-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An integrated genetic analysis of epileptogenic brain malformed lesions (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujita A, Kato M, Sugano H, Iimura Y, Suzuki H, Tohyama J, Fukuda M, Miyatake S, Mizuguchi T, Nakashima M, Saitsu H, Miyake N, Kakita A, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Acta Neuropathol Commun 巻: Mar 2;11(1) ページ: 33
  • DOI: 10.1186/s40478-023-01532-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A case of early-infantile onset, rapidly progressive leukoencephalopathy with calcifications and cysts caused by biallelic SNORD118 variants (2023)
  • 著者名/発表者名: Kodama K, Aoyama H, Murakami Y, Takanashi JI, Koshimizu E, Miyatake S, Iwama K, Mizuguchi T, Matsumoto N, Omata T.
  • 雑誌名: Radiol Case Rep 巻: Jan 12;18(3) ページ: 1217-1220
  • DOI: 10.1016/j.radcr.2022.11.033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel NONO variant that causes developmental delay and cardiac phenotypes (2023)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Sugie A, Nitta Y, Maki R, Suzuki T, Shinkai Y, Watanabe Y, Nakano Y, Ichikawa K, Okamoto N, Utsuno Y, Koshimizu E, Fujita A, Hamanaka K, Uchiyama Y, Tsuchida N, Miyake N, Misawa K, Mizuguchi T, Miyatake S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: Jan 18;13(1) ページ: 975
  • DOI: 10.1038/s41598-023-27770-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Brain monoamine vesicular transport disease caused by homozygous SLC18A2 variants: A study in 42 affected individuals (2023)
  • 著者名/発表者名: Saida K, Maroofian R, Sengoku T, Mitani T, Pagnamenta AT, Marafi D, Miyatake S, Lupski JR, Houlden H, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genet Med 巻: Jan;25(1) ページ: 90-102
  • DOI: 10.1016/j.gim.2022.09.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic and clinical landscape of childhood cerebellar hypoplasia and atrophy (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto M, Iwama K, Sasaki M, Ishiyama A, Komaki H, Saito T, Miyatake S, Mizuguchi T, Miyake N, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genet Med 巻: Dec;24(12) ページ: 2453-2463
  • DOI: 10.1016/j.gim.2022.08.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A case of generalized dystonia DYT28 with a novel de novo mutation in the KMT2B gene (2022)
  • 著者名/発表者名: Hara K, Ouchi H, Hamanaka K, Miyatake S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Rinsho Shinkeigaku 巻: Nov 26;62(11) ページ: 856-859
  • DOI: 10.5692/clinicalneurol.cn-001773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distal 2q duplication in a patient with intellectual disability (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Osaka H, Miyake N, Fujita A, Uchiyama Y, Seyama R, Koshimizu E, Miyatake S, Mizuguchi T, Takeda S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Hum Genome Var 巻: Nov 10;9(1) ページ: 39
  • DOI: 10.1038/s41439-022-00215-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A case of ALG11-congenital disorders of glycosylation diagnosed by post-mortem whole exome sequencing (2022)
  • 著者名/発表者名: Arai Y, Okanishi T, Kanai S, Okazaki T, Koshimizu E, Miyatake S, Maeoka Y, Fujimoto A, Matsumoto N, Maegaki Y.
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: Nov;44(10) ページ: 732-736
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2022.07.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monogenic causes of pigmentary mosaicism (2022)
  • 著者名/発表者名: Saida K, Chong PF, Yamaguchi A, Saito N, Ikehara H, Koshimizu E, Miyata R, Ishiko A, Nakamura K, Ohnishi H, Fujioka K, Sakakibara T, Asada H, Ogawa K, Kudo K, Ohashi E, Kawai M, Abe Y, Tsuchida N, Uchiyama Y, Hamanaka K, Fujita A, Mizuguchi T, Miyatake S, Miyake N, Kato M, Kira R, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Hum Genet 巻: Nov;141(11) ページ: 1771-1784
  • DOI: 10.1007/s00439-022-02437-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rapid and comprehensive diagnostic method for repeat expansion diseases using nanopore sequencing (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Koshimizu E, Fujita A, Doi H, Okubo M, Wada T, Hamanaka K, Ueda N, Kishida H, Minase G, Matsuno A, Kodaira M, Ogata K, Kato R, Sugiyama A, Sasaki A, Miyama T, Satoh M, Uchiyama Y, Tsuchida N, Hamanoue H, Misawa K, Hayasaka K, Sekijima Y, Adachi H, Yoshida K, Tanaka F, Mizuguchi T, Matsumoto N.
  • 雑誌名: NPJ Genom Med 巻: Oct 26;7(1) ページ: 62
  • DOI: 10.1038/s41525-022-00331-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathogenic variants detected by RNA sequencing in Cornelia de Lange syndrome (2022)
  • 著者名/発表者名: Seyama R, Uchiyama Y, Ceroni JRM, Kim VEH, Furquim I, Honjo RS, Castro MAA, Pires LVL, Aoi H, Iwama K, Hamanaka K, Fujita A, Tsuchida N, Koshimizu E, Misawa K, Miyatake S, Mizuguchi T, Makino S, Itakura A, Bertola DR, Kim CA, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genomics 巻: Sep;114(5) ページ: 110468
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2022.110468
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Patients with biallelic GGC repeat expansions in NOTCH2NLC exhibiting a typical neuronal intranuclear inclusion disease phenotype (2022)
  • 著者名/発表者名: Kameyama S, Mizuguchi T, Doi H, Koyano S, Okubo M, Tada M, Shimizu H, Fukuda H, Tsuchida N, Uchiyama Y, Koshimizu E, Hamanaka K, Fujita A, Misawa K, Miyatake S, Kanai K, Tanaka F, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genomics 巻: Sep;114(5) ページ: 110469
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2022.110469
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A reverse genetics and genomics approach to gene paralog function and disease: Myokymia and the juxtaparanode (2022)
  • 著者名/発表者名: Marafi D, Kozar N, Duan R, Bradley S, Yokochi K, Kato M, Arai H, Miyatake S, Matsumoto N, Wagner M.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: Sep 1;109(9) ページ: 1713-1723
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2022.07.006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] De novo heterozygous variants in KIF5B cause kyphomelic dysplasia (2022)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Wang Z, Nishimura G, Ohashi H, Guo L, Wakano Y, Sugiura T, Hayakawa H, Okada M, Saisu T, Kitta A, Doi H, Kurosawa K, Hotta Y, Hosono K, Sato M, Shimizu K, Takikawa K, Watanabe S, Ikeda N, Suzuki M, Fujita A, Uchiyama Y, Tsuchida N, Miyatake S, Miyake N, Matsumoto N, Ikegawa S.
  • 雑誌名: Clin Genet 巻: Jul;102(1) ページ: 3-11
  • DOI: 10.1111/cge.14133
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Actin-binding protein filamin-A drives tau aggregation and contributes to progressive supranuclear palsy pathology (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsujikawa K, Hamanaka K, Riku Y, Miyatake S, Japanese Longitudinal Biomarker Study in PSP and CBD (JALPAC) Consortium; Sobue G, Matsumoto N, Sahashi K, Katsuno M.
  • 雑誌名: Sci Adv 巻: May 27;8(21) ページ: eabm5029
  • DOI: 10.1126/sciadv.abm5029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Repeat conformation heterogeneity in cerebellar ataxia, neuropathy, vestibular areflexia syndrome (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Yoshida K, Koshimizu E, Doi H, Tanaka F, Mizuguchi T, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Brain 巻: Apr 29;145(3) ページ: 1139-1150
  • DOI: 10.1093/brain/awab363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale discovery of novel neurodevelopmental disorder-related genes through a unified analysis of single-nucleotide and copy number variants (2022)
  • 著者名/発表者名: Hamanaka K, Miyake N, Mizuguchi T, Miyatake S, Uchiyama Y, Tsuchida N, Sekiguchi F, Mitsuhashi S, Tsurusaki Y, Nakashima M, Saitsu H, Yamada K, Sakamoto M, Fukuda H, Ohori S, Saida K, Itai T, Azuma Y, Koshimizu E, Fujita A, Erturk B, Hiraki Y, Ch'ng GS, Kato M, Okamoto N, Takata A, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Genome Med 巻: Apr 26;14(1) ページ: 40
  • DOI: 10.1186/s13073-022-01042-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term course of early onset developmental and epileptic encephalopathy associated with 2q24.3 microduplication (2022)
  • 著者名/発表者名: Masuda T, Osaka H, Tsuchida N, Miyatake S, Nishimura K, Takenouchi T, Takahashi T, Matsumoto N, Yamagata T.
  • 雑誌名: Epilepsy Behav Rep 巻: Apr 25;19 ページ: 100547
  • DOI: 10.1016/j.ebr.2022.100547
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] CANVASはrepeat conformation heterogeneityを有する (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第67回大会
• [学会発表] ホットトピックス06: 小児神経疾患の分子機構最前線～成人との懸け橋 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 教育コース08: 神経内科医が知っておきたい小児神経 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Cerebellar ataxia, neuropathy, vestibular areflexia syndrome has repeat conformation heterogeneity (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮武聡子
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会