那須ハコラ病の臨床病理遺伝学的研究

文献情報

• 文献番号: 201128096A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 那須ハコラ病の臨床病理遺伝学的研究
• 研究課題名（英字）: -
• 課題番号: H22-難治・一般-136
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 準一(明治薬科大学 薬学部)

研究分担者(所属機関)

• 天竺桂　弘子(明治薬科大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 難治性疾患克服研究
• 研究開始年度: 平成22(2010)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)年度
• 研究費: 12,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

那須ハコラ病(Nasu-Hakola disease; NHD)は、DAP12遺伝子またはTREM2遺伝子の機能喪失変異による常染色体劣性遺伝性疾患である。TREM2とDAP12は破骨細胞・ミクログリアの細胞表面上で受容体アダプター複合体を形成し、DAP12のITAMモチーフと非受容体型チロシンキナーゼSykを介してシグナルを伝達する。NHDは20-30歳代に多発性骨嚢胞による病的骨折と白質脳症による精神症状で発症し、40-50歳代に進行性認知症を来して死亡し、有効な治療法がない難病である。平成21年度に本研究班が実施した全国調査により、本邦患者数は約200人と推定されている。平成22年度に本研究班では、本邦初TREM2遺伝子変異1家系3例に関して網羅的遺伝子発現解析を行い、罹患脳における炎症と神経変性の同時進行所見を発見した(GSE25496)。平成23年度は白質脳症発症機構を解明するため、剖検脳におけるSykの発現を免疫組織化学的に解析した。

研究方法

Research Resource Networkを通じて提供された文書同意を取得したNHD脳(n = 3), myotonic dystrophy脳(n = 4), 健常脳(n = 4)の前頭葉・海馬・基底核におけるSyk, pSyk, Srcの発現を免疫組織化学的に解析し定量した。

結果と考察

NHD脳と対照脳の神経細胞の細胞質においてSyk, pSykの発現を認めた。NHDではpSykの発現増強を認め、一部の神経細胞では核内にも発現を認めた。Sykの発現はNHD脳と対照脳で有意差を認めなかった。pSykとSrcは海馬神経細胞の顆粒空胞変性の顆粒にも集積していた。NHDではTREM2-DAP12 ITAM経路の機能は完全に喪失しており、Sykのリン酸化亢進は、酸化ストレスなどを介するITAM非依存性Syk活性化シグナルの関与が考えられる。神経細胞におけるpSykの発現増強は、axonal spheroidの形成と白質変性を誘導している可能性がある。

結論

本研究ではNHDとコントロールの脳組織を免疫組織化学的に解析し、NHD罹患脳の神経細胞におけるpSykの発現増強を明らかにした(Neuropathology 2012, in press)。Sykリン酸化阻害薬は、NHDにおける白質脳症の進行阻止に有効である可能性がある。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-03-10
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201128096B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 那須ハコラ病の臨床病理遺伝学的研究
• 研究課題名（英字）: -
• 課題番号: H22-難治・一般-136
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 準一(明治薬科大学 薬学部)

研究分担者(所属機関)

• 天竺桂　弘子(明治薬科大学　薬学部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 難治性疾患克服研究
• 研究開始年度: 平成22(2010)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

那須ハコラ病(Nasu-Hakola disease; NHD)は、DAP12遺伝子またはTREM2遺伝子の機能喪失変異による常染色体劣性遺伝性疾患である。TREM2とDAP12は破骨細胞・ミクログリアの細胞表面上で受容体アダプター複合体を形成し、Sykのリン酸化を介してシグナルを伝達する。NHDは20-30歳代に多発性骨嚢胞と白質脳症で発症し、40-50歳代に認知症を来して死亡する有効な治療法のない難病で、本研究班が実施した全国調査より、本邦患者数は約200人と推定されている。18種類の遺伝子変異が報告されており、患者は日本とフィンランドに集積している。平成22年度は本邦初TREM2遺伝子変異家系を精査し網羅的遺伝子発現解析を行った。平成23年度は白質脳症発症機構を解明するため、剖検脳におけるリン酸化Sykの発現を免疫組織化学的に解析した。また創薬モデル系を開発するため、DAP12遺伝子ノックダウン細胞株を樹立した。

研究方法

TREM2変異(c.482+2T>C)患者脳の遺伝子発現をHuman Gene 1.0 ST arrayで解析し、皮膚をiPS細胞バンク(熊本大学江良択実教授)に送付し、線維芽細胞とiPS細胞を樹立した。剖検脳におけるpSykの発現を免疫組織化学的に解析し定量した。DAP12 siRNA(SI), scramble RNA(SCR)発現ベクターをTREM2/DAP12陽性ヒト単球細胞株THP-1に導入し、安定細胞株を樹立した。

結果と考察

NHD脳で発現上昇136遺伝子と発現低下188遺伝子を同定し、罹患脳における神経炎症と神経変性の同時進行所見を発見した(Eur J Neurol 2011)。NHD脳の神経細胞におけるpSyk発現増強を明らかにし、白質脳症発症機構解明の糸口を得た(Neuropathology 2012)。創薬モデル系として、DAP12 SI発現クローンとSCR発現クローンを樹立し、DAP12シグナル伝達因子としてNFkBを同定した(Cell Mol Neurobiol 2012)。ホームページに患者家族相談窓口を開設した。

結論

本研究を通じてNHD関連英文5報を発表した。研究成果はNHDの病態解明と治療法開発および患者QOL向上に貢献すると思われる。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-03-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201128096C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 那須ハコラ病(Nasu-Hakola disease; NHD)は、DAP12遺伝子またはTREM2遺伝子の機能喪失変異により、20-30歳代に多発性骨嚢胞と白質脳症で発症し、40-50歳代に認知症を来して死亡する難病で、本邦患者数は約200人と推定されている。平成22年度は罹患脳の網羅的遺伝子発現解析を行い、神経炎症と神経変性の同時進行所見を発見した。平成23年度はNHD神経細胞におけるリン酸化Sykの発現増強を発見し、病態解明の糸口を見出した。現在まで国内外を通じて類似の研究はない。
• 臨床的観点からの成果: 現在NHDでは有効な治療法がない。本研究では創薬モデル系を開発するため、DAP12遺伝子ノックダウンヒト単球細胞株とDAP12発現ヒトミクログリア細胞株を樹立した。これの細胞株を用いて、既存薬の中から治療薬候補のスクリーニングを開始する予定である。またヒト脳におけるミクログリア特異的マーカーTMEM119を発見した(Neuropathology 36: 39-49, 2016)。
• ガイドライン等の開発: 本研究班では臨床診断基準を作成し、Web上で公開した。また全国神経内科・精神科・整形外科4071施設を対象にアンケート調査を実施し、データベースを作成し、本邦患者数を約200人と推定し、ホームページに患者家族の相談窓口を開設した。臨床医向けにNHD診断基準を神経内科78:396-404, 2013, 精神科26:138-144, 2015で報告した。
• その他行政的観点からの成果: 本研究の成果は厚生労働行政を主導とする患者QOL向上の取り組みにつながり、さらにはアルツハイマー病(AD)など多くの認知症疾患の早期診断法やテーラメイド治療法の樹立にも貢献し得る。実際にAD脳におけるTREM2の発現異常を調べた(Alzheimer’s Research and Therapy 2013;5:e30)。
• その他のインパクト: 本研究を通じてNHD関連英文7報を発表した。平成23年7月に公開セミナーを開催した。また患者の生検皮膚をiPSバンク(熊本大学江良択実教授)に送付し、iPS細胞を樹立した。iPS細胞は多能性幹細胞として、NHDの病態解明や治療法開発に役立つものと思われる。また国内の複数の病院から遺伝子解析の依頼があった。

発表件数

• 原著論文（和文）: 3件
• 原著論文（英文等）: 29件
• その他論文(和文): 5件
• その他論文(英文等): 2件
• 学会発表(国内学会): 19件
• 学会発表(国際学会等): 7件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 2件 ; 公開セミナーと患者家族相談窓口開設

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Satoh J, Obayashi S, Tabunoki H et al.; Stable expression of neurogenin 1 induces LGR5, a novel stem cell marker, in an immortalized human neural stem cell line HB1.F3. ; Cellular and Molecular Neurobiology , 30 (3) , 415-426 (2010)
• 原著論文2: Satoh J; Bioinformatics approach to identifying molecular biomarkers and networks in multiple sclerosis.; Clinical and Experimental Neuroimmunology , 1 (3) , 127-140 (2010)
• 原著論文3: Satoh J; MicroRNAs and their therapeutic potential for human diseases: Aberrant microRNA expression in Alzheimer disease brains. ; Journal of Pharmaceutical Sciences , 114 (3) , 269-275 (2010)
• 原著論文4: Shiina Y, Arima K, Tabunoki H et al.; TDP-43 dimerizes in human cells in culture.; Cellular and Molecular Neurobiology , 30 (4) , 641-652 (2010)
• 原著論文5: Shioya M, Obayashi S, Tabunoki H et al.; Aberrant microRNA expression in the brains of neurodegenerative diseases: miR-29a decreased in Alzheimer disease brains targets neuron navigator-3. ; Neuropathology and Applied Neurobiology , 36 (4) , 320-330 (2010)
• 原著論文6: Satoh J, Asahina N, Kitano S, et al.; A comprehensive profile of ChIP-Seq-based PU.1/Spi1 target genes in microglia.; Gene Regulation and Systems Biology , 8 , 127-139 (2014)
• 原著論文7: Satoh J, Tabunoki H, Ishida T et al.; Immunohistochemical characterization of microglia in Nasu-Hakola disease brains. ; Neuropathology , 31 (4) , 363-375 (2011)
• 原著論文8: Satoh J, Tabunoki H; Comprehensive analysis of human microRNA target networks.; BioData Mining , 4 , e17- (2011)
• 原著論文9: Yoshino T, Tabunoki H, Sugiyama S et al.; Non-phosphorylated FTY720 induces apoptosis of human microglia by activating SREBP2.; Cellular and Molecular Neurobiology , 31 (7) , 1009-1020 (2011)
• 原著論文10: Numasawa Y, Yamaura C, Ishihara S et al.; Nasu-Hakola disease with a splicing mutation of TREM2 in a Japanese family. ; European Journal of Neurology , 18 (9) , 1179-1183 (2011)
• 原著論文11: Nakamagoe K, Shioya A, Yamaguchi T et al.; A Japanese case with Nasu-Hakola disease of DAP12 gene mutation exhibiting precuneus hypoperfusion. ; Internal Medicine , 50 (22) , 2839-2844 (2011)
• 原著論文12: Satoh J, Tabunoki H, Ishida T et al.; Immunohistochemical characterization of gamma-secretase activating protein expression in Alzheimer’s disease brains.; Neuropathology and Applied Neurobiology , 38 (2) , 132-141 (2012)
• 原著論文13: Satoh J, Tabunoki H, Ishida T et al.; Phosphorylated Syk expression is enhanced in Nasu-Hakola disease brains.; Neuropathology , 32 (2) , 149-157 (2012)
• 原著論文14: Satoh J; Molecular network of microRNA targets in Alzheimer’s disease brains.; Experimental Neurology , 235 (2) , 436-446 (2012)
• 原著論文15: Satoh J, Shimamura Y, Tabunoki H; Gene expression profile of THP-1 monocytes following knockdown of DAP12, a causative gene for Nasu-Hakola disease.; Cellular and Molecular Neurobiology , 32 (3) , 337-343 (2012)
• 原著論文16: Satoh J, Tabunoki H, Ishida T et al.; Dystrophic neurites express C9orf72 in Alzheimer's disease brains. ; Alzheimer’s Research and Therapy , 4 (4) , e33- (2012)
• 原著論文17: Satoh J; Molecular network analysis of human microRNA targetome: from cancers to Alzheimer’s disease.; BioData Mining , 5 (1) , e17- (2012)
• 原著論文18: Satoh J, Tabunoki H, Ishida T et al.; Accumulation of a repulsive axonal guidance molecule RGMa in amyloid plaques: a possible hallmark of regenerative failure in Alzheimer’s disease brains.; Neuropathology and Applied Neurobiology , 39 (2) , 109-120 (2013)
• 原著論文19: Satoh J, Tabunoki H; Molecular network of ChIP-Seq-based vitamin D receptor target genes. ; Multiple Sclerosis Journal , 19 (8) , 1035-1045 (2013)
• 原著論文20: Satoh J, Motohashi N, Kino Y et al.; LC3, an autophagosome marker, is expressed on oligodendrocytes in Nasu-Hakola disease brains. ; Orphanet Journal of Rare Diseases , 9 , e68- (2014)

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-22
• 更新日: 2016-05-26

収支報告書

• 文献番号: 201128096Z