網羅的遺伝子異常検出系を駆使した乳児期発症てんかん性脳症の遺伝学的解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 才津 浩智 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (40402838)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ゲノム / エクソーム解析 / てんかん

研究概要

1. カスタムエキソンキャプチャーを用いた網羅的遺伝子変異およびコピー数解析：乳児期発症のてんかん性脳症の104症例に対して、既知の責任遺伝子、およびこれまでの解析で病的と考えられる変異が1 症例以上で見つかった遺伝子に対する、Agilent 社のSureSelect カスタムエキソンキャプチャーを用いた遺伝子変異およびコピー数解析を行った。その結果、29症例（27.9%）で責任遺伝子の変異/コピー数異常を検出した
2.トリオ（患児およびご両親）のエクソーム解析によるde novo 変異の網羅的スクリーニング：平成25年度中に、60家系においてトリオエクソーム解析を施行した。うち、13例（21.6％）において、責任遺伝子変異が特定された。複数の新規責任遺伝子の他に、これまでてんかん性脳症との関係が指摘されなかった遺伝子の変異が見つかっており、極めて有効な解析手段であることが実証された。
3. 新規責任遺伝子の変異スクリーニング：得られた新規責任遺伝子の変異を、213検体でスクリーニングした。スクリーニング方法としては、この1年で普及してきたPCR産物の次世代シークエンスという方法を行った。具体的には、600bp以上の大きさのPCRを書く検体に対して行い、増幅を確認後、同一検体のPCR産物をすべて混ぜ合わせた後に、Nextera DNA Sample Prep Kit （イルミナ社）を使って、アダプター付加とインデックス付加を行った。対象遺伝子のタンパク質コード領域の97%前後は、20リード以上でカバーできており、極めて精度よく変異スクリーニングが可能であった。スクリーニングによって、新たな変異を2症例で検出できている。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

カスタムエキソンキャプチャーを用いた網羅的遺伝子変異およびコピー数解析は、当初の予定の80検体を大きく超える数が解析されている。また。トリオのエクソーム解析によって、複数の新規責任遺伝子が同定できており、乳児期発症てんかん性脳症の遺伝学的解明は着実に進んでいる。

今後の研究の推進方策

てんかん性脳症の責任遺伝子数は急速に増加しており、それに対応するには、全エクソーム解析が最も有効である。新規責任遺伝子の同定を念頭におき、今後はカスタムキャプチャーによるスクリーニングから、全エクソーム解析によるスクリーニングにシフトする。

次年度の研究費の使用計画

Human Gene Mutation Databaseのような有償のデータベースは、次世代シークエンサーによる遺伝子解析において極めて有効である。これらのデータベースは、学術研究助成基金助成金で複数年まとめて購入することで、より安価に購入が可能であったため、繰越金が生じた。
Human Gene Mutation Databaseを継続購入予定にしている。

研究成果

• [雑誌論文] PIGO mutations in intractable epilepsy and severe developmental delay with mild elevation of alkaline phosphatase levels. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Osaka H, Murakami Y, Anzai R, Nishiyama K, Kodera H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Kinoshita T, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 55 ページ: 13-17
  • DOI: 10.1111/epi.12508.
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBPJ is disrupted in a case of proximal 4p deletion syndrome with epilepsy (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama T, Saitsu H, Endo W, Kikuchi A, Uematsu M, Haginoya K, Hino-Fukuyo N, Kobayashi T, Iwasaki M, Tominaga T, Kure S, Matsumoto N.
  • 雑誌名: Brain and Development 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2013.07.009.
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo mutations in SLC35A2 encoding a UDP-galactose transporter cause early-onset epileptic encephalopathy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kodera H, Nakamura K, Osaka H, Maegaki Y, Haginoya K, Mizumoto S, Kato M, Okamoto N, Iai M, Kondo Y, Nishiyama K, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Hayasaka K, Sugahara K, Yuasa I, Wada Y, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: Human Mutation 巻: 34 ページ: 1708-1714
  • DOI: 10.1002/humu.22446.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical spectrum of SCN2A mutations expanding to Ohtahara syndrome. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Kato M, Osaka H, Yamashita S, Nakagawa E, Haginoya K, Tohyama J, Okuda M, Wada T, Shimakawa S, Imai K, Takeshita S, Ishiwata H, Lev D, Lerman-Sagie T, Cervantes-Barragan DE, Villarroel CE, Ohfu M, Writzl K et al., and Saitsu H.
  • 雑誌名: Neurology 巻: 81 ページ: 992-998
  • DOI: 10.1212/WNL.0b013e3182a43e57.
  • 査読あり
• [雑誌論文] De Novo mutations in GNAO1, encoding a Gαo subunit of heterotrimeric G proteins, cause epileptic encephalopathy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Kodera H, Akita T, Shiina M, Kato M, Hoshino H, Terashima H, Osaka H, Nakamura S, Tohyama J, Kumada T, Furukawa T, Iwata S, Shiihara T, Kubota M, Miyatake S, Koshimizu E, Nishiyama K, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Hayasaka K, Ogata K, Fukuda A, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: American Journal of Human Genetics 巻: 93 ページ: 496-505
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted capture and sequencing for detection of mutations causing early onset epileptic encephalopathy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kodera H, Kato M, Nord AS, Walsh T, Lee M, Yamanaka G, Tohyama J, Nakamura K, Nakagawa E, Ikeda T, Ben-Zeev B, Lev D, Lerman-Sagie T, Straussberg R, Tanabe S, Ueda K, Amamoto M, Ohta S, Nonoda Y, Nishiyama K, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Hayasaka K, King MC, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 54 ページ: 1262-1269
  • DOI: 10.1111/epi.12203.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical spectrum of early onset epileptic encephalopathies caused by KCNQ2 mutation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato M, Yamagata T, Kubota M, Arai H, Yamashita S, Nakagawa T, Fujii T, Sugai K, Imai K, Uster T, Chitayat D, Weiss S, Kashii H, Kusano R, Matsumoto A, Nakamura K, Oyazato Y, Maeno M, Nishiyama K, Kodera H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Saito K, Hayasaka K, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 54 ページ: 1282-1287
  • DOI: 10.1111/epi.12200.
  • 査読あり
• [学会発表] 加速する発達期脳神経疾患の原因解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 才津 浩智
  • 学会等名: 第58回日本人類遺伝学会
  • 発表場所: 江陽グランドホテル、仙台
  • 年月日: 20131123-20131123
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代シークエンサーを用いた遺伝子診断 (2013)
  • 著者名/発表者名: 才津 浩智
  • 学会等名: NGS現場の会第3回研究会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 20130904-20130904
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子検査と新規遺伝子同定におけるイルミナシークエンサーの運用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 才津 浩智
  • 学会等名: イルミナ 次世代シーケンサーユーザーフォーラム
  • 発表場所: 東京 ヒューリックホール、東京
  • 年月日: 20130627-20130627
  • 招待講演
• [学会発表] 早期発症てんかん性脳症の遺伝学的解明 ～次世代シークエンサーの活用～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 才津 浩智
  • 学会等名: 第55回日本小児神経学会学術集会
  • 発表場所: iichiko総合文化センター、大分
  • 年月日: 20130601-20130601
  • 招待講演
• [図書] 増刊号 臨床医が知っておきたい先天異常 「次世代シークエンスによる遺伝子診断の進歩」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 才津 浩智
  • 総ページ数: 279 (31-37)
  • 出版者: 日本小児医事出版社
• [図書] 実験医学増刊 ゲノム 医学・生命科学研究 「次世代シークエンサーによるメンデル遺伝性疾患の責任遺伝子解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大場 ちひろ、才津 浩智、松本 直通
  • 総ページ数: 2543 (2461-2467)
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 医学群 遺伝学 才津准教授、松本教授ら研究グループが、小児の難治性てんかんの原因遺伝子を発見
  • URL: http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/130827.html
• [産業財産権] 小児期のてんかんおよび不随意運動をきたす疾患の検出方法 (2013)
  • 発明者名: 松本直通、才津浩智
  • 権利者名: 公立大学法人横浜市立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-123660
  • 出願年月日: 2013-06-12