ゲノムコピー数異常が発達障害を来たすメカニズムの解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24791090
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 下島 圭子 東京女子医科大学, 医学部, 特任助教 (30578935)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: iPS細胞 / 発達障害 / 神経細胞遊走障害 / ニューロン / シナプス

研究実績の概要

アレイCGH解析によりゲノムコピー数異常が発生要因と同定された発達障害患者から疾患iPS細胞を樹立し、神経系細胞へ分化誘導させて病態解析を行い、発症メカニズムを解明することが本研究の目的である。前年度までは神経分化の時間的経過に沿って網羅的な遺伝子解析を行い、疾患特異的な遺伝子発現を同定した。また、神経分化誘導過程でマウスアストロサイトを共培養させることで、長期培養によって成熟したニューロンまで分化させることに成功した。患者由来iPS細胞を用いてニューロンを解析したところ、スパインの形成不全と活動電流の減弱を認めた。
今年度は前年度に引き続き解析数を増やして実験を追加した。ミクロレベルでの疾患特異的な変化の有無を同定するため、スパインの解析として免疫染色でSynapsin1とPSD95で共染色部位のDot数をカウントし、シナプスにおける密度を計算した。現在まだ解析を続けている段階であるが、疾患由来のニューロンでは密度が正常に比べて小さいという結果が得られている。
さらに、iPS細胞をシングルセル培養に切り替えて、レンチウイルスベクターを用いて正常iPS細胞と疾患iPS細胞をそれぞれ異なる蛍光色素（DsRed・EGFP）で標識した。それらのiPS細胞を同一のDishで神経分化を行った。この方法によって、培養状態を統一でき、神経ネットワークの成熟度の影響を無視できる状況でのニューロンにおける疾患特異的変化の有無を観察した。蛍光色素の導入に時間がかかり、現在培養を継続している状態であるため、今後結果をまとめて公表する予定である。
さらに、発達障害を来たした患者を新たに次世代シークエンサーやアレイCGHを用いた遺伝学的解析によって遺伝学的異常を認め、論文報告した。
今後も病態解析の有効なツールとしてiPS細胞技術を用いて解析を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] A 10q21.3q22.2 microdeletion identified in a patient with severe developmental delay and multiple congenital anomalies including congenital heart defects. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Okamoto N, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto). 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/cga.12221.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MED13L haploinsufficiency syndrome: A de novo frameshift and recurrent intragenic deletions due to parental mosaicism. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Shimojima K, Ondo Y, Shimakawa S, Okamoto N.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.38168.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Xq22.1q22.2 nullisomy in a male patient with severe neurological impairment. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shirai K, Higashi Y, Shimojima K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 173(4) ページ: 1124-1127
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.38134.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel COL1A1 mutation in a family with osteogenesis imperfecta associated with phenotypic variabilities. (2017)
  • 著者名/発表者名: Seto T, Yamamoto T, Shimojima K, Shintaku H.
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: Mar 16;4 ページ: 17007
  • DOI: 10.1038/hgv.2017.7.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A 7q31.33q32.1 microdeletion including LRRC4 and GRM8 is associated with severe intellectual disability and characteristics of autism. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sangu N, Shimojima K, Takahashi Y, Ohashi T, Tohyama J, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: Feb 9;4 ページ: 17001
  • DOI: 10.1038/hgv.2017.1.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neurological manifestations of 2q31 microdeletion syndrome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Okamoto N, Kimura S, Shimojima K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto). 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/cga.12212.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel PLP1 mutation F240L identified in a patient with connatal type Pelizaeus-Merzbacher disease. (2017)
  • 著者名/発表者名: Lu Y, Shimojima K, Sakuma T, Nakaoka S, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: Jan 5;4: ページ: 16044
  • DOI: 10.1038/hgv.2016.44.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aspartylglucosaminuria caused by a novel homozygous mutation in the AGA gene was identified by an exome-first approach in a patient from Japan. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Shimojima K, Matsufuji M, Mashima R, Sakai E, Okuyama T.
  • 雑誌名: Brain Dev. 巻: 39(5) ページ: 422-425
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2016.12.004.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Possible genes responsible for developmental delay observed in patients with rare 2q23q24 microdeletion syndrome: Literature review and description of an additional patient. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Okamoto N, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto). 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/cga.12205.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Loss-of-function mutations and global rearrangements in GPC3 in patients with Simpson-Golabi-Behmel syndrome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Ondo Y, Nishi E, Mizuno S, Ito M, Ioi A, Shimizu M, Sato M, Inoue M, Okamoto N, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Hum Genome Var. 巻: Oct 13;3 ページ: 16033
  • DOI: 10.1038/hgv.2016.33
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The first Japanese case of leukodystrophy with ovarian failure arising from novel compound heterozygous AARS2 mutations. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamatani M, Jingami N, Tsurusaki Y, Shimada S, Shimojima K, Asada-Utsugi M, Yoshinaga K, Uemura N, Yamashita H, Uemura K, Takahashi R, Matsumoto N, Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: Oct;61(10) ページ: 899-902
  • DOI: 10.1038/jhg.2016.64.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Concurrent occurrence of an inherited 16p13.11 microduplication and a de novo 19p13.3 microdeletion involving MAP2K2 in a patient with developmental delay, distinctive facial features, and lambdoid synostosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Ondo Y, Matsufuji M, Sano N, Tsuru H, Oyoshi T, Higa N, Tokimura H, Arita K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Eur J Med Genet. 巻: 59(11) ページ: 559-563
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2016.10.006.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel SLC16A2 mutations in patients with Allan-Herndon-Dudley syndrome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Maruyama K, Kikuchi M, Imai A, Inoue K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Intractable Rare Dis Res. 巻: 5（3） ページ: 214-217
  • DOI: 10.5582/irdr.2016.01051.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 7p22.1 microdeletions involving ACTB associated with developmental delay, short stature, and microcephaly. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Narai S, Togawa M, Doumoto T, Sangu N, Vanakker OM, de Paepe A, Edwards M, Whitehall J, Brescianini S, Petit F, Andrieux J, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Eur J Med Genet. 巻: 59(10) ページ: 502-516
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2016.09.008.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 多彩な合併症を示したMED13Lハプロ不全症候群の3例 (2016)
  • 著者名/発表者名: 下島圭子、山本俊至、島川修、岡本伸彦
  • 学会等名: 第39回日本小児遺伝学会学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学三田キャンパス（東京都港区）
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-10
• [学会発表] ラムダ縫合早期癒合を示したMAP2K2領域の微細欠失によるRASopathies患者. (2016)
  • 著者名/発表者名: 下島圭子, 恩藤由美子, 松藤まゆみ, 佐野のぞみ, 水流尚志, 山本俊至.
  • 学会等名: 第56回日本先天異常学会学術集会
  • 発表場所: 姫路商工会議所（兵庫県姫路市）
  • 年月日: 2016-07-29 – 2016-07-31
• [学会発表] 次世代シーケンスによるSNVスクリーニングだけではCNVが見逃される. (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本俊至, 下島圭子, 恩藤由美子, 岡本伸彦.
  • 学会等名: 第56回日本先天異常学会学術集会
  • 発表場所: 姫路商工会議所（兵庫県姫路市）
  • 年月日: 2016-07-29 – 2016-07-31
• [学会発表] Megalencephalic leukoencephalopathy with subcortical cystsの日本人8名におけるMLC1遺伝子解析. (2016)
  • 著者名/発表者名: 島田姿野, 山本俊至, 下島圭子, 永田智.
  • 学会等名: 第58回日本小児神経学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-06-03 – 2016-06-05
• [学会発表] 非対称性大脳皮質異形成症症例に認められた新規TUBB3変異. (2016)
  • 著者名/発表者名: 下島圭子, 岡本伸彦, 山本俊至.
  • 学会等名: 第58回日本小児神経学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-06-03 – 2016-06-05
• [学会発表] CHCHD2 is down-regulated in neuronal cells differentiated from iPS cells derived from patients with lissencephaly. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Okumura A, Hayashi M, Kondo T, Inoue H, Yamamoto T.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Single nucleotide variation in CLCN6 identified in patients with benign partial epilepsies in infancy and/or febrile seizures. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Shimojima K, Komoike Y, Ishii A, Abe S, Yamashita S, Imai K, Kubota T, Fukasawa T, Okanishi T, Enoki H, Tanabe T, Saito A, Furukawa T, Shimizu T, Milligan CJ, Petrou S, Heron SE, Dibbens LM, Hirose S, Okumura A.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Novel PLA2G6 mutations associated with an exonic deletion due to non-allelic homologous recombination in a patient with infantile neuroaxonal dystrophy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Shimojima K, Shibata T, Akiyama M, Oka M, Akiyama T, Yoshinaga H, Kobayashi K.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Mutation in the gene encoding eukaryotic translation initiation factor 2B in Japanese patients with vanishing white matter disease. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimada S, Shimojima K, Yamamoto T, Nagata S.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Tatton-Brown-Rahman syndrome due to 2p23 microdeletion. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ueda K, Okamoto N, Toribe Y, Shimojima K, Yamamoto T.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Novel mutation in the COL1A1 gene causes severe scoliosis and valvular heart disease in a Japanese family with osteogenesis imperfecta. (2016)
  • 著者名/発表者名: Seto T, Yamamoto T, Shimojima K, Shintaku H.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Two cases of monosomy of 3q with cerebral MRI findings. (2016)
  • 著者名/発表者名: Dowa Y, Sameshima K, Ichinomiya K, Shiihara T, Shimojima K, Yamamoto T.
  • 学会等名: The 13th International Congress of Human Genetics
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • 国際学会
• [図書] これならわかる！小児科診療に活かせる遺伝学的検査・診断・遺伝カウンセリングの上手な進めかた (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥山虎之・山本俊至（編集）
  • 総ページ数: 217
  • 出版者: 診断と治療社
• [図書] iPS細胞の安全・高品質な作成技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 下島圭子・山本俊至
  • 総ページ数: 494
  • 出版者: 技術情報協会