効率的大量並行シークエンスによる難治性疾患責任遺伝子同定と疾病病態の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25293235
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 三宅 紀子 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (40523494)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 全エクソームシークエンス / 連鎖解析 / 体細胞変異検出

Research Abstract

解析対象疾患（Aicardi症候群、関節弛緩型エーラス・ダンロス症候群、肺リンパ脈管筋腫症、Galloway-Mowat 症候群）の内、本年度の間にAicardi症候群は4症例、肺リンパ脈管筋腫症は2症例、Galloway-Mowat 症候群は9症例を新たに集積した。Aicardi症候群に関しては、トリオ解析が可能であった12症例の解析により、共通のde novo変異を持つ遺伝子Ａの変異を2症例に同定した。ともにtruncation変異であったため、非常に有力な候補であったが、最近まったく別の疾患の疾患遺伝子であることが報告され、本症候群の原因とは考えにくいという結論に達した。関節弛緩型エーラス・ダンロス症候群は、罹患者に共通して変異のある遺伝子を抽出したところ最大7症例で共通の遺伝子に変異が認められたが、病原性の低さや家系内segregationの不一致等により除外され、現時点では疾患遺伝子の特定には至っていない。肺リンパ脈管筋腫症に関しては、疾患遺伝子としてTSC1/TSC2が知られている。末梢血由来のゲノムDNAの全エキソーム解析により、24名中1名に末梢血中にTSC2の病的変異を同定した。更に、肺移植時に採取されていたLAM細胞を含む肺組織からDNAを抽出し、末梢血DNAと比較することでLAM細胞による体細胞変異の検出を進めている。Galloway-Mowat 症候群は、18家系の内2家系に明らかな近親婚の家族歴があり、連鎖解析により有意な候補領域が家系Ａで1領域、家系Ｂで３領域同定された。それぞれの家系に対して、同時に全エキソーム解析を行い、当該領域内のバリアントを検証中であるが、現時点では疾患遺伝子の確定には至っていない。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

症例集積は、稀な疾患ながらも連携研究者の協力により着実に集積できている状況にある。Galloway-Mowat症候群の家系例に関しては、SNPアレイもしくは全エクソームシークエンスデータを用いて、連鎖解析を行い有意な候補領域を絞り込むことができた。各疾患の症例のエクソーム解析も順次進行中であり、各疾患で共通の遺伝子の絞り込みと、Sanger法による検証を進められている。

Strategy for Future Research Activity

Aicardi症候群に関しては、トリオ解析ができない症例（両親検体が得られない、もしくは両親検体が揃わない）も含め、優性遺伝形式、劣性遺伝形式の両方を考慮した解析を行う。関節弛緩型エーラス・ダンロス症候群は、罹患者に共通して変異を認める遺伝子のバリアントの検証を引き続き行う。本症候群は、症状の程度に幅があることから浸透率が低い可能性があり、この点を考慮した解析も行う。肺リンパ脈管筋腫症に関しては、低頻度の体細胞変異検出を目的にdeep sequenceを行い、既知遺伝子であるTSC1/TSC2のバリアントの有無を確認し、変異の認められない症例を対象に新規責任遺伝子同定の解析を進める。Galloway-Mowat 症候群に関しては、2家系の連鎖解析で同定された候補領域内のタンパク質翻訳領域を、全エクソーム解析で網羅的に解析中である。全エクソームでカバーできていない翻訳領域は、Sanger法を追加することで網羅的塩基解読を行う。それでも病的変異が同定されない場合は、全ゲノムシークエンスを行い、非翻訳領域の塩基解読を行い、出てきたバリアントに関して検証を行う。更に、所属する研究室でエクソームデータを用いたコピー数解析系が最近確立されたので、全エクソームによる点変異と同時にコピー数解析も行い、様々なサイズのゲノム異常を検索していく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

参加予定にしていた日本小児科学会に日程の都合上参加できなかったことと、機能解析に必要と見積もっていた費用が想定より少ない購入にとどまったため。
次年度使用額分は、物品費として使用する。具体的には、ゲノム解析に必要なシークエンス試薬、機能解析に必要な抗体やトランスフェクション試薬等、各プロジェクトの目的に応じて使用する。

Research Products

• [Journal Article] Whole exome sequencing revealed biallelic IFT122 mutations in a family with CED1 and recurrent pregnancy loss. (2014)
  • Author(s): Tsurusaki Y, Yonezawa R, Furuya M, Nishimura G, Pooh RK, Nakashima M, Saitsu H, Miyake N, Saito S, Matsumoto N.
  • Journal Title: Clin Genet. Volume: 85 Pages: 592-4.
  • DOI: 10.1111/cge.12215.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A hemizygous GYG2 mutation and Leigh syndrome: a possible link? (2014)
  • Author(s): Imagawa E, Osaka H, Yamashita A, Shiina M, Takahashi E, Sugie H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Ogata K, Matsumoto N, Miyake N.
  • Journal Title: Hum Genet. Volume: 133 Pages: 225-134
  • DOI: 10.1007/s00439-013-1372-6.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PIGO mutations in intractable epilepsy and severe developmental delay with mild elevation of alkaline phosphatase levels. (2014)
  • Author(s): Nakamura K, Osaka H, Murakami Y, Anzai R, Nishiyama K, Kodera H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Kinoshita T, Matsumoto N, Saitsu H.
  • Journal Title: Epilepsia. Volume: 55 Pages: e13-17
  • DOI: 10.1111/epi.12508.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aortic aneurysm and craniosynostosis in a family with Cantu syndrome. (2014)
  • Author(s): Hiraki Y, Miyatake S, Hayashidani M, Nishimura Y, Matsuura H, Kamada M, Kawagoe T, Yunoki K, Okamoto N, Yofune H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Satisu H, Murakami A, Miyake N, Nishimura G, Matsumoto N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 164A Pages: 231-236
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36228
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel FIG4 mutations in Yunis-Varon syndrome. (2013)
  • Author(s): Nakajima J, Okamoto N, Shiraishi J, Nishimura G, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Kawashima H, Matsumoto N, Miyake N.
  • Journal Title: J Hum Genet. Volume: 58 Pages: 822-824
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.104.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Co-occurrence of 22q11 deletion syndrome and HDR syndrome. (2013)
  • Author(s): Fukai R, Ochi N, Murakami A, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Matsumoto N, Miyake N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161 Pages: 2576-2581
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36083.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MLL2 and KDM6A mutations in patients with Kabuki syndrome. (2013)
  • Author(s): Miyake N, Koshimizu E, Okamoto N, Mizuno S, Ogata T, Nagai T, Kosho T, Ohashi H, Kato M, ａｎｄ ｏｔｈｅｒｓ
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161 Pages: 2234-2243
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36072.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A unique case of de novo 5q33.3-q34 triplication with uniparental isodisomy of 5q34-qter. (2013)
  • Author(s): Fujita A, Suzumura H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Harada N, Matsumoto N, Miyake N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161Ａ Pages: 1904-1909
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36026.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutations in B3GALT6, which encodes a glycosaminoglycan linker region enzyme, cause a spectrum of skeletal and connective tissue disorders. (2013)
  • Author(s): Nakajima M, Mizumoto S, Miyake N and others
  • Journal Title: Am J Hum Genet. Volume: 92 Pages: 927-934
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.04.003.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo mutations in SLC35A2 encoding a UDP-galactose transporter cause early-onset epileptic encephalopathy. (2013)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Hum Mutat. Volume: 34 Pages: 1708-1714
  • DOI: 10.1002/humu.22446
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnostic utility of whole exome sequencing in patients showing cerebellar and/or vermis atrophy in childhood. (2013)
  • Author(s): Ohba C, Osaka H, Iai M, Yamashita S, Suzuki Y, Aida N, Shimozawa N, Takamura A, Doi H, Tomita-Katsumoto A, Nishiyama K, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Eto Y, Tanaka F, Matsumoto N, Saitsu H.
  • Journal Title: Neurogenetics. Volume: 14 Pages: 225-232
  • DOI: 10.1007/s10048-013-0375-8.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance comparison of bench-top next generation sequencers using microdroplet PCR-based enrichment for targeted sequencing in patients with autism spectrum disorder. (2013)
  • Author(s): Koshimizu E, Miyatake S, Okamoto N, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Saitsu H, Matsumoto N.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 8 Pages: e74167
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074167.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Whole genome sequencing in patients with retinitis pigmentosa reveals pathogenic DNA structural changes and NEK2 as a new disease gene. (2013)
  • Author(s): Nishiguchi KM, Tearle RG, Liu YP, Oh EC, Miyake N, Benaglio P, Harper S, Koskiniemi-Kuendig H, Venturini G, Sharon D, Koenekoop RK, Nakamura M, Kondo M, Ueno S, Yasuma TR, Beckmann JS, Ikegawa S, Matsumoto N, Terasaki H, Berson EL, Katsanis N, Rivolta C.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 110 Pages: 16139-16144
  • DOI: 10.1073/pnas.1308243110.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De Novo mutations in GNAO1, encoding a Gαo subunit of heterotrimeric G proteins, cause epileptic encephalopathy. (2013)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Am J Hum Genet. Volume: 93 Pages: 496-505
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.07.014.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical spectrum of SCN2A mutations expanding to Ohtahara syndrome. (2013)
  • Author(s): Nakamura K, Kato M, Osaka H, Yamashita S, others and Miyake N, Hayasaka K, Matsumoto N, Saitsu H.
  • Journal Title: Neurology. Volume: 81 Pages: 992-998
  • DOI: 10.1212/WNL.0b013e3182a43e57.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of a novel homozygous SPG7 mutation in a Japanese patient with spastic ataxia: making an efficient diagnosis using exome sequencing for autosomal recessive cerebellar ataxia and spastic paraplegia. (2013)
  • Author(s): Doi H, Ohba C, Tsurusaki Y, Miyatake S, Miyake N, Saitsu H, Kawamoto Y, Yoshida T, Koyano S, Suzuki Y, Kuroiwa Y, Tanaka F, Matsumoto N.
  • Journal Title: Intern Med. Volume: 52 Pages: 1629-1633
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutations in KLHL40 are a frequent cause of severe autosomal-recessive nemaline myopathy. (2013)
  • Author(s): Ravenscroft G, Miyatake S, Lehtokari VL, Todd EJ, Vornanen P, Yau KS, Hayashi YK, Miyake N and others
  • Journal Title: Am J Hum Genet Volume: 93 Pages: 6-18
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.05.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Whole-exome sequencing identified a homozygous FNBP4 mutation in a family with a condition similar to microphthalmia with limb anomalies. (2013)
  • Author(s): Kondo Y, Koshimizu E, Megarbane A, Hamanoue H, Okada I, Nishiyama K, Kodera H, Miyatake S, Tsurusaki Y, Nakashima M, Doi H, Miyake N, Saitsu H, Matsumoto N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A Pages: 1543-1546
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35983.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted capture and sequencing for detection of mutations causing early onset epileptic encephalopathy. (2013)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Epilepsia Volume: 54 Pages: 1262-1269
  • DOI: 10.1111/epi.12203.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical correlations of mutations affecting six components of the SWI/SNF complex: detailed description of 21 patients and a review of the literature. (2013)
  • Author(s): Kosho T, Okamoto N, Ohashi H, Tsurusaki Y, Imai Y, Hibi-Ko Y, Kawame H, Homma T, Tanabe S, Kato M, Hiraki Y, Yamagata T, Yano S, Sakazume S, Ishii T, Nagai T, Ohta T, Niikawa N, Mizuno S, Kaname T, Naritomi K, Narumi Y, Wakui K, Fukushima Y, Miyatake S, Mizuguchi T, Saitsu H, Miyake N, Matsumoto N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A Pages: 1221-1237
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical spectrum of early onset epileptic encephalopathies caused by KCNQ2 mutation. (2013)
  • Author(s): 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.
  • Journal Title: Epilepsia Volume: 54 Pages: 1282-1287
  • DOI: 10.1111/epi.12200.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exome sequencing identifies a novel INPPL1 mutation in opsismodysplasia. (2013)
  • Author(s): Iida A, Okamoto N, Miyake N, Nishimura G, Minami S, Sugimoto T, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Shiina M, Ogata K, Watanabe S, Ohashi H, Matsumoto N, Ikegawa S.
  • Journal Title: J Hum Genet. Volume: 58 Pages: 391-394
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.25.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A de novo deletion at 16q24.3 involving ANKRD11 in a Japanese patient with KBG syndrome. (2013)
  • Author(s): Miyatake S, Murakami A, Okamoto N, Sakamoto M, Miyake N, Saitsu H, Matsumoto N.
  • Journal Title: Am J Med Genet A. Volume: 161A Pages: 1073-1077
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35661.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] De novo mutations in the autophagy gene WDR45 cause static encephalopathy of childhood with neurodegeneration in adulthood. (2013)
  • Author(s): Saitsu H, Nishimura T, Muramatsu K, Kodera H, Kumada S, Sugai K, Kasai-Yoshida E, Sawaura N, Nishida H, Hoshino A, Ryujin F, Yoshioka S, Nishiyama K, Kondo Y, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Arakawa H, Kato M, Mizushima N, Matsumoto N.
  • Journal Title: Nat Genet. Volume: 45 Pages: 445-449
  • DOI: 10.1038/ng.2562.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel SCARB2 mutation causing late-onset progressive myoclonus epilepsy. (2013)
  • Author(s): Higashiyama Y, Doi H, Wakabayashi M, Tsurusaki Y, Miyake N, Saitsu H, Ohba C, Fukai R, Miyatake S, Joki H, Koyano S, Suzuki Y, Tanaka F, Kuroiwa Y, Matsumoto N.
  • Journal Title: Mov Disord. Volume: 28 Pages: 552-553
  • DOI: 10.1002/mds.25296.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] UQCRC2ホモ接合性変異による新規ミトコンドリア呼吸鎖複合体III欠損症 (2013)
  • Author(s): 三宅紀子、矢野正二、後藤雄一、松本直通
  • Organizer: 第58回日本人類遺伝学会
  • Place of Presentation: 江陽グランドホテル（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 20131123-20131123
• [Presentation] A homozygous UQCRC2 mutation cause a neonatal onset metabolic decompensation due to complex III deficiency (2013)
  • Author(s): Miyake N, Yano S, Goto Y, Matsumoto N
  • Organizer: The 63th Annual Meeting of American Society of Human Genetics
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 20131025-20131025
• [Presentation] Mutations of histone modification genes in Kabuki syndrome (2013)
  • Author(s): Miyake N
  • Organizer: The 13thAnnual Meeting of East Asian Union of Human Genetics Societies
  • Place of Presentation: Harpin, China
  • Year and Date: 20130920-20130920
• [Presentation] NGS application for rare congenital diseases (2013)
  • Author(s): Miyake N
  • Organizer: 7th International Symposium of Rare Diseases
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 20130823-20130823
  • Invited
• [Presentation] A homozygous UQCRC2 mutation cause a neonatal onset metabolic decompensation due to complex III deficiency (2013)
  • Author(s): Miyake N, Yano S, Goto Y, Matsumoto N
  • Organizer: The European Human Genetics Conference 2013
  • Place of Presentation: Paris, France
  • Year and Date: 20130610-20130610
• [Book] Adv Exp Med Biol. (2014)
  • Author(s): Miyake N, Kosho T, Matsumoto N.
  • Total Pages: 15
  • Publisher: Ｓｐｒｉｎｇｅｒ
• [Patent(Industrial Property Rights)] ミトコンドリア複合体ＩＩＩ欠乏症患者または保因者の検出方法 (2014)
  • Inventor(s): 松本直通・三宅紀子
  • Industrial Property Rights Holder: 松本直通・三宅紀子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2013/71620
  • Filing Date: 2014-02-07
  • Application Year: 2014
• [Patent(Industrial Property Rights)] ケトン血症を伴うリー脳症患者または保因者の検出法 (2013)
  • Inventor(s): 松本直通・三宅紀子
  • Industrial Property Rights Holder: 松本直通・三宅紀子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2013-157339号
  • Filing Date: 2013-07-31
  • Application Year: 2013