ヒト遺伝性難聴を切り口とする、聴覚生理の網羅的解析

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04345
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 北尻 真一郎 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (00532970)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇佐美 真一 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (10184996) ; 喜多 知子 (嶋知子) 京都大学, 医学研究科, 研究員 (20362519) ; 西尾 信哉 信州大学, 医学部, 特任講師 (70467166)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: CLDN14 / OTOA / DIAPH1 / MYO6 / POLD1 / EPHA2

Outline of Annual Research Achievements

我々が構築した日本人遺伝性難聴リポジトリより、非常に多くの新規変異を同定した。その中から、CLDN14, OTOA, DIAPH1, MYO6, POLD1, EPHA2といった遺伝子に関して解析を行い、それぞれ論文化した。なおACTG1遺伝子に関してもin pressである。CLDN14の変異は日本人で始めての報告で、新規の変異であった。詳細な臨床症状も始めて報告されたもので、CLDN14機能を理解する上で重要な一歩である。OTOAは染色体のCopy number variationによる劣性遺伝形式をとる難聴で大きな頻度を示すことを示した。我々は以前にDIA1（DIAPH1遺伝子産物）がC末部のDADドメインの欠損により恒常活性化し難聴の原因となることを報告したが、今回はDIDドメインの変異による難聴を見出し、このDIDドメインがDADドメインと結合することによる自己調節を生化学的および微小イメージングで示した。MYO6遺伝子には27種の変異を同定し、うち22種は新規であった。このMYO6遺伝子変異による難聴は進行性であり、特に４０歳以降に進行度が増していた。変異型のMYO6は培養細胞（LLC-PK1-CL4細胞）における微絨毛の伸長を阻害しており、不動毛のアクチン動態への関与が示された。POLD1遺伝子の変異は難聴以外にも症状を起こすことが知られているが、今回我々は非症候群性難聴患者から新規変異を見出し、この変異型POLD1はポリメラーゼ活性が低下しているものの欠失には至っておらず、エクソヌクレアーセ活性は保たれていた。またEPHA2遺伝子変異を同定した。これは、すでに難聴遺伝子として知られているペンドリン（SLC26A4遺伝子）と複合体を形成していることを明らかにした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] National institutes of health(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: National institutes of health
• [Journal Article] Clinical Characteristics and In Vitro Analysis of MYO6 Variants Causing Late-Onset Progressive Hearing Loss (2020)
  • Author(s): Shin-ichiro Oka, Timothy F. Day, Shin-ya Nishio, Hideaki Moteki, Maiko Miyagawa, Shinya Morita, Shuji Izumi, Tetsuo Ikezono, Satoko Abe, Jun Nakayama, Misako Hyogo, Nobuhiko Okamoto, Natsumi Uehara, Chie Oshikawa, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ichi Usami
  • Journal Title: Genes Volume: 11 Pages: E273-E273
  • DOI: doi: 10.1172/jci.insight.128561.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] POLD1 variants leading to reduced polymerase activity can cause hearing loss without syndromic features (2020)
  • Author(s): Doo-Yi Oh, Yoshihiro Matsumoto, Shin-ichiro Kitajiri, Nayoung K.D. Kim, Min Young Kim, Ah Reum Kim, Mingyu Lee, Chung Lee, Alan E. Tomkinson, Tatsuya Katsuno, So Young Kim, Hyun-Woo Shin, Jin Hee Han, Seungmin Lee, Woong-Yang Park, Byung Yoon Choi
  • Journal Title: Human Mutation Volume: 41 Pages: 913-920
  • DOI: 10.1002/humu.23984.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Digenic inheritance of mutations in EPHA2 and SLC26A4 in Pendred syndrome (2020)
  • Author(s): Li, Nishio, Naruse, Riddell, Sapski, Katsuno, Hikita, Mizapourshafiyi, Smith, Cooper, Lee, Asano, Boettger, Kruger, Wietelmann, Graumann, Day, Boyd, Offermanns, Kitajiri, Usami, Nakayama
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 11 Pages: 1343-1343
  • DOI: doi: 10.1038/s41467-020-15198-9.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detailed Clinical Features of Deafness Caused by a Claudin-14 Variant (2019)
  • Author(s): Tomohiro Kitano, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ya Nishio and Shin-ichi Usami
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 20 Pages: E4579-E4579
  • DOI: doi: 10.3390/ijms20184579.PMID: 31527509
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mid-Frequency Hearing Loss Is Characteristic Clinical Feature of OTOA-Associated Hearing Loss (2019)
  • Author(s): Kenjiro Sugiyama, Hideaki Moteki, Shin-ichiro Kitajiri, Tomohiro Kitano, Shin-ya Nishio, Tomomi Yamaguchi, Keiko Wakui, Satoko Abe, Akiko Ozaki, Remi Motegi, Hirooki Matsui, Masato Teraoka, Yumiko Kobayashi, Tomoki Kosho, Shin-ichi Usami
  • Journal Title: Genes Volume: 10 Pages: E715-E715
  • DOI: 10.3390/genes10090715.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Differential disruption of autoinhibition and defect in assembly of cytoskeleton during cell division decide the fate of human DIAPH1-related cytoskeletopathy (2019)
  • Author(s): Bong Jik Kim, Takehiko Ueyama, Takushi Miyoshi, Seungmin lee, Jin Hee Han, Hye-rim Park, ah reum Kim, Jayoung Oh, Min Young Kim, Yong Seok Kang, Doo Yi Oh, Jiwon Yun, Sang Mee Hwang, nayoung K D Kim, Woong-Yang Park, Shin-ichiro Kitajiri, Byung Yoon Choi
  • Journal Title: Journal of Medical Genetics. Volume: 56 Pages: 818-827
  • DOI: doi: 10.1136/jmedgenet-2019-106282.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Clinical Features of Deafness Caused by a Novel CLDN14 Variant (2020)
  • Author(s): Tomohiro Kitano, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ya Nishio, Shin-ichi Usami
  • Organizer: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Role of TRIOBP-5 in Stereocilia Rootlet Formation and Implications for Presbycusis and Gene Therapy (2020)
  • Author(s): Belyantseva, Katsuno, Cartagena-Rivera, Ohta, Petralia, Ono, Tona, Imtiaz, Kiyonari, Fitzgerald, Abe, Ikeya, Fenollar-Ferrer, Segawa, Omori, Ito, Frolenkov, Kitajiri, Friedman
  • Organizer: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of Hearing-loss Associated Mutations in MYO6 and In Vitro Functional Analysis (2020)
  • Author(s): Timothy F. Day, Shin-ichiro Kitajiri, Shin-ichiro Oka, Hideaki Moteki, Shin-ya Nishio, Shin-ichi Usami
  • Organizer: ARO The 43rd Annual MidWinter Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト遺伝性難聴より見出したMYO6遺伝子変異の細胞学的解析 (2019)
  • Author(s): 北尻真一郎、Timothy Day、岡晋一郎、西尾信哉、宇佐美真一
  • Organizer: 第29回 日本耳科学会 総会・学術講演会
• [Presentation] 日本人で初めて見出された CLDN14 変異による難聴症例 (2019)
  • Author(s): 北野友裕、北尻真一郎、西尾信哉、宇佐美真一
  • Organizer: 第29回 日本耳科学会 総会・学術講演会
• [Presentation] ACTG1変異による難聴症例の臨床像と変異型γアクチンの細胞内局在 (2019)
  • Author(s): 宮嶋 宏樹(Hiroki Miyajima)、茂木 英明(Hideaki Moteki)、Timothy Day、西尾 信哉(Shin-ya Nishio)、北尻 真一郎(Shin-ichiro Kitajiri)、宇佐美 真一(Shin-ichi Usami)
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第64回大会
• [Presentation] CNVs スクリーニングにより見出された OTOA 遺伝子変異による難聴 5 症例 (2019)
  • Author(s): 杉山 健二郎(Kenjiro Sugiyama)、北野 友裕(Tomohiro Kitano)、西尾 信哉(Shin-ya Nishio)、北尻 真一郎(Shin-ichiro Kitajiri)、茂木 英明(Hideaki Moteki)、宇佐美 真一(Shin-ichi Usami)
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第64回大会
• [Presentation] Molecular investigations of deafness-related genes ACTG1 and MYO6 in vitro (2019)
  • Author(s): Day Timothy，岡 晋一郎，宮嶋宏樹， 北尻真一郎，西尾信哉，宇佐美真一
  • Organizer: 第64回日本聴覚医学会総会・学術講演会
• [Presentation] 内耳有毛細胞の感覚毛の根の形成および聴覚におけるアクチン束化タンパク質TRIOBPの役割 (2019)
  • Author(s): 勝野, Belyantseva, Cartagena-Rivera, 太田, Crump, Petralia, 小野, 十名, Imtiaz, Rehman, 清成, 金子, Wang, 阿部, 池谷, Fenollar-Ferrer, Riordan, Wilson, Fitzgerald, 瀬川, 大森, 伊藤, Frolenkov, Friedman, 北尻
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会