ゲノム・エピゲノム解析に基づく刷り込み疾患Beckwith-Wiedemann症候群の診断基準作成と治療法開発基盤の確立

文献情報

文献番号
201128120A
報告書区分
総括
研究課題名
ゲノム・エピゲノム解析に基づく刷り込み疾患Beckwith-Wiedemann症候群の診断基準作成と治療法開発基盤の確立
課題番号
H22-難治・一般-160
研究年度
平成23(2011)年度
研究代表者(所属機関)
副島 英伸(国立大学法人佐賀大学 医学部 分子生命科学講座)
研究分担者(所属機関)
  • 東元 健(国立大学法人佐賀大学 医学部 分子生命科学講座)
  • 吉浦 孝一郎(長崎大学大学院医歯薬学総合研究科)
  • 秦 健一郎(国立成育医療センター研究所)
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
10,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
Beckwith-Wiedemann症候群(BWS)のゲノム・エピゲノム解析を通じて刷り込み異常の原因を明らかにし、マウスiPSC、患者iPSCの解析により刷り込み調節機構を解明することを目的とした。
研究方法
佐賀大学医学部倫理委員会、遺伝子・ゲノム解析倫理委員会の承認のもと実施した。収集したBWS関連疾患うち、3種類の診断基準のいずれかを満たすのは201例で、うち124例について既知のゲノム・エピゲノム変異を解析した。SNP arrayによるUPD解析、MALDI-TOF-MSとbio-COBRA法による刷り込みDMRのメチル化解析を行った。マウスiPSCと患者由来iPSCの刷り込みDMRのメチル化解析を行った。
結果と考察
三主徴すべてを示す頻度は比較的低いこと、精神運動発達遅滞が比較的多いこと、合併腫瘍では肝原発腫瘍が4割を占めること、10才以上での腫瘍発生があること、生殖補助医療出生児の割合は欧米と同等であること、などが明らかとなった。遺伝子解析では、KvDMR1-LOM 29.0%、H19DMR-GOM 9.7%、patUPD 22.6%、CDKN1C変異 7.3%、11p部分トリソミー 4.0%であった。H19DMR-GOM、patUPD、trisomy 11が腫瘍合併リスク因子と考えられた。patUPD 症例中genome-wide patUPD (GWU)を4例見いだした。11p15のメチル化異常を示す症例の4割弱で他の刷り込みDMRのメチル化異常を認めた。マウスではiPS化すると大半の刷り込みDMRは低メチル化になること、ヒトiPSCでは、健常者、患者に関わらず共通の刷り込みDMRが高メチル化すること、KvDMR1-LOM患者由来のiPSCでは他の特定の刷り込みDMRが低メチル化することが明らかとなった。
結論
本邦BWS症例の臨床像とゲノム・エピゲノム異常の頻度と特徴を明らかにした。patUPD 症例中にはGWUが存在することがわかった。11p15のメチル化異常症例の4割弱で他のDMRのメチル化異常を認めた。マウスおよびヒトiPSCで、刷り込みDMRのメチル化状態を明らかにした。

公開日・更新日

公開日
2013-03-10
更新日
-

文献情報

文献番号
201128120B
報告書区分
総合
研究課題名
ゲノム・エピゲノム解析に基づく刷り込み疾患Beckwith-Wiedemann症候群の診断基準作成と治療法開発基盤の確立
課題番号
H22-難治・一般-160
研究年度
平成23(2011)年度
研究代表者(所属機関)
副島 英伸(国立大学法人佐賀大学 医学部 分子生命科学講座)
研究分担者(所属機関)
  • 東元 健(国立大学法人佐賀大学 医学部 分子生命科学講座)
  • 吉浦 孝一郎(長崎大学大学院医歯薬学総合研究科)
  • 秦 健一郎(国立成育医療センター研究所)
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
Beckwith-Wiedemann症候群(BWS)のゲノム・エピゲノム解析を通じて刷り込み異常の原因を明らかにし、マウスiPSC、患者iPSCの解析により刷り込み調節機構を解明することを目的とした。
研究方法
佐賀大学医学部倫理委員会、遺伝子・ゲノム解析倫理委員会の承認のもと実施した。BWS診断基準を満たすのは201例で、124例について既知のゲノム・エピゲノム変異を解析した。SNP arrayによるUPD解析、MALDI-TOF-MSとbio-COBRA法による刷り込みDMRのメチル化解析を行った。マウスiPSCと患者由来iPSCの刷り込みDMRのメチル化解析を行った。低血糖例における糖尿病関連遺伝子変異解析、KvDMR1近傍のシークエンス解析、infiniumアッセイによるゲノムワイドメチル化解析を行った。
結果と考察
三主徴すべてを示す頻度は比較的低いこと、精神運動発達遅滞が比較的多いこと、合併腫瘍では肝原発腫瘍が4割を占めること、10才以上での腫瘍発生があること、生殖補助医療出生児の割合は欧米と同等であること、などが明らかとなった。遺伝子解析では、KvDMR1-LOM 29.0%、H19DMR-GOM 9.7%、patUPD 22.6%、CDKN1C変異 7.3%、11p部分トリソミー 4.0%であった。H19DMR-GOM、patUPD、trisomy 11が腫瘍合併リスク因子と考えられた。genome-wide patUPD (GWU)を4例見いだした。4割弱の症例で11p15以外の刷り込みDMRのメチル化異常を認めた。マウスiPSでは大半の刷り込みDMRが低メチル化になること、ヒトiPSCでは、健常者、患者に関わらず共通の刷り込みDMRが高メチル化すること、KvDMR1-LOM患者由来のiPSCでは特定の刷り込みDMRが低メチル化することが明らかとなった。低血糖の原因としてKCNJ11、ABCC8、INSの変異は否定的で、KvDMR1近傍の変異は認められず、infiniumアッセイ解析では病態との関連を示唆する様々な特徴が見出された。
結論
本本邦BWS症例の臨床像とゲノム・エピゲノム異常の頻度と特徴を明らかにした。本研究において、いくつかの新しい知見と疑問点が浮かび上がった。今後も研究を推し進め、刷り込み機序および発症機構の全容を明らかにしたい。

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
201128120C

成果

専門的・学術的観点からの成果
原因として、KvDMR1-LOM 30%、H19DMR-GOM 7%、patUPD 23%、CDKN1C変異 7%、11p部分トリソミー 4%であった。KvDMR1-LOMの34%、H19DMR-GOMの30%に疾患座位以外の座位のメチル化異常を認めた。マウスiPSでは大半の刷り込みDMRが低メチル化になること、ヒトiPSCでは、健常者、患者に関わらず共通の刷り込みDMRが高メチル化すること、KvDMR1-LOM患者由来のiPSCでは特定の刷り込みDMRが低メチル化することが明らかとなった。
臨床的観点からの成果
三主徴すべてを示す頻度は比較的低いこと、精神運動発達遅滞が比較的多いこと、合併腫瘍では肝原発腫瘍が4割を占めること、10才以上での腫瘍発生があること、生殖補助医療出生児の割合は欧米と同等であること、などが明らかとなった。H19DMR-GOM、patUPD、trisomy 11が腫瘍合併リスク因子と考えられた。genome-wide patUPD (GWU)を6例見いだした。
ガイドライン等の開発
収集した症例の98%が3種類の診断基準(Elliotら(Clini Genet, 1994)、Weksbergら (Hum Mol Genet, 2001)、DeBaun ら (J Pediatr, 1998))で臨床的に診断をつけられた。このうち、遺伝子解析で何らかの異常を認めたのは73%であり、27%は異常を認めなかった。3種類の診断基準は臨床診断には有用と考えられた。
その他行政的観点からの成果
ヒューマンサイエンス振興財団ポストゲノム医薬品開発WG勉強会(2010年10月29日、東京)にて発表し、発表内容はH23年度 HSレポートNo.74「ポストゲノム医薬品開発とエピジェネティクスの新展開」に掲載された(ゲノムインプリンティング異常と疾患.pp229-242)。
その他のインパクト
研究結果を説明し、患者家族および医療従事者への情報提供を行った。
副島英伸. Beckwith-Wiedemann症候群の臨床像と遺伝子解析.BWS親の会勉強会 2011. 4. 9. 鹿児島市
副島英伸. Beckwith-Wiedemann症候群の臨床像と遺伝子解析.BWS親の会勉強会 2011. 7. 30. 旭川市

発表件数

原著論文(和文)
4件
原著論文(英文等)
39件
その他論文(和文)
6件
その他論文(英文等)
1件
学会発表(国内学会)
81件
学会発表(国際学会等)
13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)
1件
ヒューマンサイエンス振興財団
その他成果(普及・啓発活動)
2件
BWS親の会における患者家族への情報提供

特許

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)

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ります。

原著論文1
Higashimoto K, Nakabayashi K, Yatsuki H, et al.
Aberrant methylation of H19-DMR acquired after implantation was dissimilar in soma versus placenta of patients with Beckwith-Wiedemann syndrome.
Am J Med Genet A , 158A (7) , 1670-1675  (2012)
原著論文2
Court F, Tayama C, Romanelli V, Trujillo AM, et al.
Genome-wide parent-of-origin DNA methylation analysis reveals the intricacies of the human imprintome and suggests a germline methylation independent establishment of imprinting.
Genome Res , 24 (4) , 554-569  (2014)
doi:10.1101/gr.164913.113
原著論文3
Hannibal MC, Buckingham KJ, Ng SB, et al.
Spectrum of MLL2 (ALR) mutations in 110 cases of Kabuki syndrome.
Am J Med Genet A , 155 (7) , 1511-1516  (2011)
原著論文4
Ohtsuka Y, Higashimoto K, Sasaki K, Jozaki K, et al.
Autosomal recessive cystinuria caused by genome-wide paternal uniparental isodisomy in a patient with Beckwith-Wiedemann syndrome.
Clin Genet , 88 (3) , 261-266  (2015)
doi: 10.1111/cge.12496
原著論文5
Ohtsuka Y, Higashimoto K, Oka T, Yatsuki H, et al.
Identification of consensus motifs associated with mitotic recombination and clinical characteristics in patients with paternal uniparental isodisomy of chromosome 11.
Hum Mol Genet , 25 (7) , 1406-1419  (2016)
doi:10.1093/hmg/ddw023
原著論文6
Miura K, Miura S, Yoshiura K, et al.
A case of Kallmann syndrome carrying a missense mutation in alternatively spliced exon 8A encoding the immunoglobulin-like domain IIIb of fibroblast growth factor receptor 1.
Hum Reprod , 25 (4) , 1076-1080  (2010)
原著論文7
Ng SB, Bigham AW, Buckingham KJ, et al.
Exome sequencing identifies MLL2 mutations as a cause of Kabuki syndrome.
Nat Genet , 42 (9) , 790-793  (2010)
原著論文8
Matsuzawa N, Kondo S, Shimozato K, et al.
Two missense mutations of the IRF6 gene in two Japanese families with popliteal pterygium syndrome.
Am J Med Genet A , 152 (9) , 2262-2267  (2010)
原著論文9
Miura K, Miura S, Yamasaki K, et al.
The possibility of microarray-based analysis using cell-free placental mRNA in maternal plasma.
Prenatal Diagnosis , 30 , 849-861  (2010)
原著論文10
Ono S, Imamura A, Tasaki S, et al.
Failure to Confirm CNVs as of Aetiological Significance in Twin Pairs Discordant for Schizophrenia.
Twin Res Hum Genet , 13 (5) , 455-460  (2010)
原著論文11
Oikawa M, Kuniba H, Kondoh T, et al.
Familial brain arteriovenous malformation maps to 5p13-q14, 15q11-q13 or 18p11: linkage analysis with clipped fingernail DNA on high-density SNP array.
Eur J Med Genet , 53 (5) , 244-249  (2010)
原著論文12
Yamazawa K, Nakabayashi K, Matsuoka K, et al.
Androgenetic/biparental mosaicism in a girl with Beckwith-Wiedemann syndrome-like and upd(14)pat-like phenotypes.
J Hum Genet , 56 (1) , 91-93  (2011)
原著論文13
Yamazawa K, Nakabayashi K, Kagami M, et al.
Parthenogenetic chimaerism/mosaicism with a Silver-Russell Syndrome-like phenotype
J Med Genet , 47 (11) , 782-785  (2010)
原著論文14
Hiura H, Okae H, Miyauchi N,et al.
Characterization of DNA methylation errors in patients with imprinting disorders conceived by assisted reproduction technologies.
Hum Reprod , 27 (8) , 2541-2548  (2012)
原著論文15
Yatsuki H, Higashimoto K, Jozaki K, et al.
Novel Mutations of CDKN1C in Japanese Patients with Beckwith-Wiedemann Syndrome.
Genes & Genomics , 35 (2) , 141-147  (2013)
原著論文16
Higashimoto K, Maeda T, Okada J, et al.
Homozygous deletion of DIS3L2 exon 9 due to non-allelic homologous recombination between LINE-1s in a Japanese patient with Perlman syndrome.
Eur J Hum Genet , 21 (11) , 1316-1319  (2013)
doi: 10.1038/ejhg.2013.45
原著論文17
Soejima H, Higashimoto K.
Epigenetic and genetic alterations of the imprinting disorder Beckwith–Wiedemann syndrome and related disorders.
J Hum Genet , 58 (7) , 402-409  (2013)
doi:10.1038/jhg.2013.51
原著論文18
Rumbajan JM, Maeda T, Souzaki R, et al.
Comprehensive analyses of imprinted differentially methylated regions reveal epigenetic and genetic characteristics in hepatoblastoma.
BMC Cancer , 13 , 608-  (2013)
doi:10.1186/1471-2407-13-608
原著論文19
Higashimoto K, Jozaki K, Kosho T, et al.
A novel de novo point mutation of the OCT-binding site in the IGF2/H19-imprinting control region in a Beckwith-Wiedemann syndrome patient.
Clin Genet , 86 (6) , 539-544  (2014)
10.1111/cge.12318
原著論文20
Maeda T, Higashimoto K, Jozaki K, et al.
Comprehensive and quantitative multilocus methylation analysis reveals the susceptibility of specific imprinted differentially methylated regions (DMRs) to aberrant methylation in Beckwith-Wiedemann syndrome with epimutations.
Genet Med , 16 (12) , 903-912  (2014)
10.1038/gim.2014.46

公開日・更新日

公開日
2014-05-21
更新日
2016-06-13

収支報告書

文献番号
201128120Z