トランスポータ群の遺伝子異常による心筋恒常性の破綻と心臓突然死の関連の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08416
• 研究機関: 国立研究開発法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 石川 泰輔 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, オープンイノベーションセンター, 客員研究員 (60708692)
• 研究分担者: 蒔田 直昌 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 副所長 (00312356) ; 牧山 武 京都大学, 医学研究科, 特定講師 (30528302)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 遺伝子変異 / トランスポータ / 特発性心室細動

研究実績の概要

QT短縮症候群や早期再分極症候群は、比較的歴史の浅い遺伝性致死性不整脈で、原因遺伝子が数個報告されているものの分子病態は十分に解明されていない。我々は心電図QT時間のゲノムワイド関連解析を参考に、この2つの致死性不整脈の新たな候補遺伝子として4つの心筋トランスポータ遺伝子に着目した。心筋トランスポータは興奮・代謝活動の盛んな心筋におけるCa動態やpHの恒常性維持に必須の膜タンパクであり、その遺伝子異常は活動電位形成に関わるイオンの移動や酸塩基平衡を阻害して不整脈をもたらす可能性がある。本研究ではまず遺伝学的な証明として、約1900名の当研究室患者コホートと、特発性心室細動例183名のエクソームデータなどから、14名のトランスポータ遺伝子に計8変異を見出した。これら患者の中には心電図QT時間の短縮を認めた。続いてプラスミドを作成し、培養細胞株に強制発現を行って生化学的検討を行ったところ、タンパクの局在に大きな変化はなかったが、ホールセルパッチクランプ法により変異体はトランスポータ機能を喪失していることが分かった。CRISPR/cas9ゲノム編集技術を用いてノックインマウスを作成したところ、突然死や心機能の低下は見られなかったが、ホモ個体は出生しないことが分かり、生体にとって重要な分子であることが改めて示唆された。続いてこのマウスを使い、吸入麻酔下で右室高頻度ペーシング刺激を行ったところヘテロノックインマウスでのみ多型性心室頻拍が誘導された。現在マウスの単離心筋細胞レベルの研究を行い、電気的特性を明らかにしようとしている。

研究成果

• [雑誌論文] Functionally validated SCN5A variants allow interpretation of pathogenicity and prediction of lethal events in Brugada syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Kimoto H, Mishima H, Schott JJ, Yoshiura KI, Horie M, Makita N et al.
  • 雑誌名: European Heart Journal 巻: 42 ページ: 2854～2863
  • DOI: 10.1093/eurheartj/ehab254
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimating the Posttest Probability of Long QT Syndrome Diagnosis for Rare KCNH2 Variants (2021)
  • 著者名/発表者名: Kozek K, Wada Y, Makita N, Ishikawa T, Horie M, Kroncke BM et al.
  • 雑誌名: Circulation: Genomic and Precision Medicine 巻: 14 ページ: e003289～e003289
  • DOI: 10.1161/CIRCGEN.120.003289
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Novel electrocardiographic criteria for short QT syndrome in children and adolescents (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Horie M, Ozawa J, Sumitomo N, Ishikawa T, Makita N, Nagashima M et al.
  • 雑誌名: EP Europace 巻: - ページ: euab097～euab097
  • DOI: 10.1093/europace/euab097
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ブルガダ症候群における致死性不整脈発症に関連するゲノム領域の特定と個別化リスク予測法の樹立 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石川泰輔
  • 学会等名: バイエル循環器病研究助成第27回・第28回研究発表会
  • 招待講演
• [備考] 国立循環器病研究センター 創薬オミックス解析センター 研究業績
  • URL: https://www.ncvc.go.jp/oic/divisions/omix/research/archive/