2013 Fiscal Year Annual Research Report
全エクソンシークエンスによるブルガダ症候群の新規原因遺伝子の探索と分子病態の解明
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24390199
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
蒔田 直昌 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00312356)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前村 浩二 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (90282649)
吉浦 孝一郎 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (00304931)
辻 幸臣 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (60432217)
石川 泰輔 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 研究員 (50708716)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ブルガダ症候群 / エクソーム / 遺伝子変異 / SCN5A / 突然死 |
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| Research Abstract |
ブルガダ症候群(BrS)は本邦に多い遺伝性致死性不整脈で、14個の原因遺伝子が報告されているが、遺伝子変異の検出頻度は低く、突然死の予知・予防における変異情報の有用性は確立していない。BrSこれまで単一遺伝子疾患と考えられてきたが、多遺伝子疾患としての特徴も持つことが次第に明らかになってきた。したがって従来の候補遺伝子アプローチを推進しても、未知の原因遺伝子を解明することは極めて困難だと思われる。本研究の目的は、全エクソン解析、ゲノムワイド関連解析で(GWAS)を導入してBrSの新たな原因遺伝子・病態を明らかにし、その結果を心臓突然死の予知・予防に用いることで、臨床へフィードバックすることである。研究の概要は以下のとおりである。
1. BrS症候群12例の全エクソン解析をおこない、非SCN5AのNaチャネル遺伝子Aと非L型のCaチャネル遺伝子Bを同定した。さらにA・B以外に77個の遺伝子を載せたカスタムSure Select DNAプローブを作成し、BrS 96例の遺伝子スクリーニングを行った。その結果、遺伝子Aに6個、遺伝子Bに5個の稀なvariationを同定した。これらは 遺伝子多型公開データベース（dbSNP・1000 Genomeなど）及び日本のin-house exomeデータベースに登録がない、または極めてまれであることを確認している。
2. オランダ、フランスと本邦を含む国際共同研究によって、BrSのGWASを行い、これまで知られていたSCN5A以外にSCN10AやHEY2という新たな修飾遺伝子が明らかになった(Bezzina, Makita, et al. Nat Genet 2013)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに、BrS 12例の全エクソン解析を行い、新規原因遺伝子を２個解明した。現在これらの遺伝子が疾患遺伝子であることを確実にするために、さらに多くのBrS症例で遺伝子解析を行い、電気生理学的な機能解析を行っている。
また、オランダ・フランスと本邦を含んだ国際共同BrSのGWASによって、既知の原因遺伝子SCN5Aのほかに、未知の遺伝子 SCN10A・ HEY2を解明した(Bezzina, Makita et al. Nat Genet 2013)。この研究の意義は、BrSの新たな遺伝子の解明にとどまらない。これまで単一遺伝子疾患と考えられてきたBrSに、多遺伝子疾患としての特徴もあることを初めて明らかにした画期的な研究である。さらにこの研究はさらに進展し、二つのBrS原因遺伝子SCN5AとSCN10Aが転写因子を介して互いに遺伝子間制御していることも次第に明らかになりつつある。このように、これまで解明が遅れていたBrSの病態生理は、近い将来、一挙に明らかになる可能性も含んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の研究成果をもとに、本年度は以下の研究計画を遂行する予定である。まず、パッチクランプ法で遺伝子A・Bの変異の電流を解析する。次に、RT-PCR, 免疫組織染色を行って遺伝子A・Bの心臓内局在を調べる。さらにBrSの原因遺伝子としての遺伝子Bの病態生理学的意味づけを行うために、選択的の高い遺伝子BのCaチャネル遮断薬をウサギに投与し、体表面心電図の変化を観察し、次に灌流心筋で心内膜・外膜側の電位、monophasic活動電位、光マッピングをおこなう。
また、我々はこれまでBrS患者の一部に、SCN5Aのプロモータ領域の変異を見出しているが(Yagihara, Makita, et al. in revision)、最近の研究から、SCN5A, SCN10Aのエンハンサー結合するTBX3, TBX5などの転写因子を介して、SCN5A, SCN10Aが互いに遺伝子間で発現を制御していることが判明した。BrS患者ではこれらの遺伝子領域は解析されていないし、この制御機構の異常があるかどうかも知られていない。本研究ではSCN10A, SCN5A のエンハンサー領域の遺伝子スクリーニングを行う。
最後に3年間の研究成果をまとめ、学会発表するとともに、論文にする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
既存の遠心機の老朽化に伴い冷却遠心機(86万円）の購入を予定していたが、あと１年ほどは使えそうなので来年度に延期した。また、次世代シークエンシングのサンプル作成費用と関連試薬の価格が大幅に低下したことも大きな原因である。
冷却遠心機はH26年度に購入する。また、次世代シークエンスの解析数を増やす予定のため、主として物品費として使用する計画である。
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[Journal Article] A rare KCNE1 polymorphism, D85N, as a genetic modifier of long QT syndrome.2014
Author(s)
Hasegawa K, Ohno S, Itoh H, Makiyama T, Aiba T, Nakano Y,Shimizu W, Matsuura H, Makita N, Horie M.
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Journal Title
J Arrhythmia.
Volume: 30
Pages: 161-166
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Efficacy of bepridil to prevent ventricular fibrillation in severe form of early repolarization syndrome.2014
Author(s)
Katsuumi G, Shimizu W, Watanabe H, Noda T, Nogami A, Ohkubo K, Makiyama T, Takehara N, Kawamura Y, Hosaka Y, Sato M, Fukae S, Chinushi M, Oda H, Okabe M, Kimura A, Maemura K, Watanabe I, Kamakura S, Horie M, Aizawa Y, Makita N, Minamino T.
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Journal Title
Int J Cardiol.
Volume: 172
Pages: 519-522
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Successful control of life-threatening polymorphic ventricular tachycardia by radiofrequency catheter ablation in an infant.2014
Author(s)
Abe Y, Sumitomo N, Okuma H, Nakamura T, Fukuhara J, Ichikawa R, Matsumura M, Miyashita M, Kamiyama H, Ayusawa M, Watanabe M, Joo K, Makita N, Horie M.
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Journal Title
Heart Vessels.
Volume: 29
Pages: 422-426
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sodium channelopathy underlying familial sick sinus syndrome with early onset and predominantly male characteristics.2014
Author(s)
Abe K, Machida T, Sumitomo N, Yamamoto H, Ohkubo K, Watanabe I, Makiyama T, Fukae S, Kohno M, Harrell DT, Ishikawa T, Tsuji Y, Nogami A, Watabe T, Oginosawa Y, Abe H, Maemura K, Motomura H, Makita N.
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Journal Title
Circ Arrhythm Electrophysiol
Volume: in press,
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] SCN5A mutation associated with ventricular fibrillation, early repolarization, and concealed myocardial abnormalities.2013
Author(s)
Watanabe H, Ohkubo K, Watanabe I, Matsuyama TA, Ishibashi-Ueda H, Yagihara N, Shimizu W, Horie M, Minamino T, Makita N.
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Journal Title
Int J Cardiol
Volume: 165
Pages: e21-23
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Variable phenotype expression with a frameshift mutation of the cardiac sodium channel gene SCN5A.2013
Author(s)
Kawakami H, Aiba T, Yamada T, Okayama H, Kazatani Y, Konishi K, Nakajima I, Miyamoto K, Yamada Y, Okamura H, Noda T, Satomi K, Kamakura S, Makita N, Shimizu W.
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Journal Title
J Arrhythmia
Volume: 29
Pages: 291-295
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel SCN3B mutation associated with brugada syndrome affects intracellular trafficking and function of Nav1.5.2013
Author(s)
Ishikawa T, Takahashi N, Ohno S, Sakurada H, Nakamura K, On YK, Park JE, Makiyama T, Horie M, Arimura T, Makita N, Kimura A.
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Journal Title
Circ J
Volume: 77
Pages: 959-967
Peer Reviewed
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[Journal Article] Malfunction of the ERCC1/XPF endonuclease results in diverse clinical manifestations and causes three nucleotide excision-repair-deficient disorders, Cockayne Syndrome, xeroderma pigmentosum and Fanconi Anemia.2013
Author(s)
Kashiyama K, Nakazawa Y, Pilz D, Guo C, Shimada M, Sasaki K, Fawcett H, Wing J, Lewin S, Carr L, Yoshiura K, Utani A, Hirano A, Yamashita S, Greenblatt D, Nardo T, Stefanini M, McGibbon D, Sarkany R, Fassihi H, Takahashi Y, Nagayama Y, Mitsutake N, Lehmann AR, and Ogi T.
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Journal Title
Am J Hum Genet
Volume: 92
Pages: 807-819
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Nuclear accumulation of androgen receptor in gender difference of dilated cardiomyopathy due to lamin A/C mutations2013
Author(s)
Arimura T, Onoue K, Takahashi-Tanaka Y, Ishikawa T, Kuwahara M, Setou M, Shigenobu S, Yamaguchi K, Bertrand AT, Machida N, Takayama K, Fukusato M, Tanaka R, Somekawa S, Nakano T, Yamane Y, Kuba K, Imai Y, Saito Y, Bonne G, Kimura A.
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Journal Title
Cardiovascular Research
Volume: 99
Pages: 382-394
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] An infantile case of hepatomegaly, lactic acidosis, hypoglycemia, ketosis, and hyperlipidemia of unknown etiology.2013
Author(s)
Watanabe Y, Seki Y, Yanagi T, Mizouchi T, Takeuchi T, Iwamoto J, YoshinoM, Watanabe S, Inokuchi T, Yano S, Yoshiura K, Matsuishi T.
Organizer
American Society of Human Genetics, 63rd Annual Meeting
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
20131022-20131026
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[Presentation] A loss-of-function mutation in SCN5A associated with monomorphic ventricular tachycardia in brugada syndrome
Author(s)
K. Sonoda, H. Watanabe, T. Ashihara, A. Sato, N. Yagihara, S. Otuki, K. Hasegawa, G. Katsuumi, K. Iijima, D. Izumi, H. Furushima, M. Horie, N. Makita and T. Minamino
Organizer
6th APHRS CARDIO RHYTHM 2013
Place of Presentation
Hong Kong, China
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[Presentation] Variable Expressivity of Phenotype in The V1764fsx 1786 Mutation of Cardiac Sodium Channel Scn5a
Author(s)
H. Kawakami, T. Aiba, H. Okayama, Y. Kazatani, I. Nakajima, K. Miyamoto, Y. Yamada, H. Okamura, T. Noda, K. Satomi, S. Kamakura, N. Makita and W. Shimizu
Organizer
Heart Rhythm Society 34th Annual Scientific Sessions
Place of Presentation
Denver USA
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[Presentation] Efficacy of Bepridil to Prevent Ventricular Fibrillation in Early Repolarization Syndrome
Author(s)
G. Katsuumi, W. Shimizu, H. Watanabe, T. Noda, A. Nogami, K. Ohkubo, N. Takehara, Y. Kawamura, Y. Hosaka, T. Makiyama, M. Sato, S. Fukae, M. Chinushi, H. Oda, M. Okabe, A. Kimura, K. Maemura, I. Watanabe, S. Kamakura, M. Horie, Y. Aizawa, N. Makita and T. Minamino
Organizer
American Heart Association Scientific Sessions 2013
Place of Presentation
Dallas, USA
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[Presentation] Genome-Wide Association Analysis Identifies 3 Common Variants Predisposing to Brugada Syndrome, a Rare Disease With High Risk of Sudden Cardiac Death
Author(s)
J. Barc, C. Bezzina, Y. Mizusawa, C. Remme, J. Gourraud, A. Verkerk, P. Schwartz, P. Guicheney, C. Antzelevitch, E. Schulze-Bahr, E. Behr, J. Tfelt-Hanson, S. Kaab, H. Watanabe, M. Horie, N. Makita, W. Shimizu, P. Froguel, D. Roden, V. Christoffels, M. Gessler, A. Wilde, V. Probst, J. J. Schott, C. Dina and R. Redon
Organizer
American Heart Association Scientific Sessions 2013
Place of Presentation
Dallas, USA
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[Presentation] Common Variants at SCN5A, SCN10A, and HEY2 are Associated with Cardiac Conduction Disturbance in Patients with Brugada Syndrome
Author(s)
Xu D, Murakoshi N, Nogami A, Makita N, Sekiguchi Y, Igarashi M, Isaka Y, Kurosaki K, Kowase S, Naruse Y, Aonuma K
Organizer
第78回日本循環器学会
Place of Presentation
東京、東京フォーラム
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[Presentation] Mutations in SCN5A Associated with Monomorphic Ventricular Tachycardia, Conduction Disease, and J-Wave Syndrome
Author(s)
Sonoda K, Watanabe H, Sato A, Yagihara N, Hasegawa K, Iijima K, Izumi D, Furushima H, Ashihara T, Horie M, Makita N, Minamino T
Organizer
第78回日本循環器学会
Place of Presentation
東京、東京フォーラム
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[Presentation] Nonsynonymous Polymorphism in Semaphorin 3A is a New Genetic Risk Factor for Human Idiopathic Ventricular Fibrillation
Author(s)
Nakano Y, Toshisige M, Ochi H, Tokuyama T, Sairaku A, Oda N, Kajiahara K, Uchimura Y, Fujiwara M, Watanabe Y, Kawazoe H, Motoda C, Matumura M, Oda N, Aiba T, Watanabe H, Shimizu W, Horie M, Makita N, Chayama K, Kihara Y
Organizer
第78回日本循環器学会
Place of Presentation
東京、東京フォーラム
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[Presentation] Efficacy of Bepridil to Prevent Ventricular Fibrillation in Early Repolarization Syndrome
Author(s)
Katsuumi G, Watanabe H, Chinushi M, Fukae S, Noda T, Ohkubo K, Nogami A, Hosaka Y, Oda H, Sato H, Okabe M, Aizawa Y, Kimura A, Makiyama T, Horie M, Maemura K, Makita N, Minamino T
Organizer
第78回日本循環器学会
Place of Presentation
東京、東京フォーラム
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[Presentation] Disease Modeling Using iPS Cells
Author(s)
Furukawa T, Okata S, Yuasa S, Suzuki T, Makita N, Kurokawa J, Egashira T, Yamakawa H, Seki T, Aizawa T, Hashimoto H, Kuroda Y, Tanaka A, Yae K, Murata M, Aiba T, Shimizu W, Horie M, Kodama I, Ogawa S, Fukuda K
Organizer
第78回日本循環器学会
Place of Presentation
東京、東京フォーラム
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