Aicardi症候群の疾患病態解明と診断・治療法の開発研究

文献情報

• 文献番号: 201231079A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: Aicardi症候群の疾患病態解明と診断・治療法の開発研究
• 課題番号: H23-難治-一般-100
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 三宅 紀子(横浜市立大学 医学部 遺伝学教室)

研究分担者(所属機関)

• 松本　直通(横浜市立大学大学院)
• 加藤　光広(山形大学　医学部)

• 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 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究費: 9,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

Aicardi症候群 [MIM %304050] は、1965年にAicardiらが初めて報告した新生児期～乳児期早期に発症する先天性奇形症候群である。重度の神経発生異常を本態とする。脳梁欠損、網脈絡膜異常、点頭てんかんを三主徴とし、殆どの症例が女児（男児症例は47,XXYに限定され、通常致死性）であることから、Ｘ染色体優性遺伝形式をとると考えられている。de novoの均衡型転座症例 46,X,t(X;3)(p22;q12)の報告により暫定的に、Xp22.2にマッピングされているが、責任遺伝子は未同定である。一方、近年では本症候群での男児例の報告が散見されるようになり、常染色体上の限性発現遺伝子の異常の可能性も示唆されている。本研究は、本邦におけるAicardi症候群の疫学・臨床像を正確に把握し、責任遺伝子を単離・同定することを第１の目的とする。責任遺伝子を同定した際には、発現および機能解析を行い、疾患発症のメカニズムとその病態を解明することにより、診断・予防・治療を含む医療を見据えた研究を展開する。

研究方法

I. 脳波所見の評価
我々が以前に実施した全国疫学調査の一次調査で把握された日本国内のAicardi症候群の疑われる症例に対して二次調査として脳波の送付を依頼し、返答のあった27例中、脳波所見の得られた25例（女23例、男2例）を対象として、背景活動とてんかん性異常波に関して評価を行った。
II. キャプチャー技術を併用した次世代シークエンサーよるゲノム解析　
現在までに集積された本症候群患者は、37症例である。そのうち、両親検体の協力が得られたのは21家系のみであった。今回、常染色体優性遺伝形式およびX染色体優性遺伝形式（男性致死）を想定し、de novoの変異を抽出することとした。

結果と考察

I. 脳波所見の評価
25症例中21例に背景活動の異常を認めた。9例はヒプスアリスミアを呈し、そのうち7例は左右非対称性であった。非同期性の記載は1例のみであった。その他、高振幅徐波活動が2例、基礎波やhump、spindleなど正常な脳波活動が認められない症例が3例、suppression-burstが1例に認められた。
てんかん性異常波は25症例中24例に認められた。ヒプスアリスミアとサプレッション・バーストを除く14例中、8例は焦点性もしくは多焦点性異常波を呈し、5例は広汎性異常波を示した。1例は焦点性と広汎性の両者を示した。
II. キャプチャー技術を併用した次世代シークエンサーよるゲノム解析　
全エキソーム解析により、14家系それぞれに1～8個のde novoのバリアントが検出された。そのうち、2家系以上に共通して変異が認められた遺伝子は遺伝子A (仮名) 1個のみであった。本遺伝子に認められたバリアントは、ナンセンス変異とフレームシフト変異であった。これらをSander法で確認し、de novo変異であることを確認した。しかし、ほかの症例をHigh resolution Melting法でもスクリーニングしたが、ほかに同遺伝子に変異を認める症例はいなかった。

結論

脳波所見の検討により、Aicardi症候群の脳波所見として左右非対称性のヒプスアリスミアを認めるが、頻度は半数以下であり、他が原因の点頭てんかんとは異なることが明らかとなった。
また、全エキソーム解析により、2症例に共通して遺伝子Aに非同義置換のde novo変異を同定した。今後、本遺伝子の発現や機能を明らかにし、本遺伝子に同定された変異の影響を検証していくことは、病態解明の糸口になる。しかしながら、37症例中2症例にしか本遺伝子に変異が同定されず、本候補遺伝子以外に責任遺伝子が存在すること（遺伝的異質性）も示唆された。今後は、候補遺伝子Aを軸としたパスウェイ解析等を行い、その結果も考慮しつつ、別の候補遺伝子の検索を継続して行う。更に、エキソーム解析では網羅できない領域もあるため、今後は全ゲノムシークエンスを用いた解析も検討する。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-08
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201231079B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: Aicardi症候群の疾患病態解明と診断・治療法の開発研究
• 課題番号: H23-難治-一般-100
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 三宅 紀子(横浜市立大学 医学部 遺伝学教室)

研究分担者(所属機関)

• 松本　直通( 横浜市立大学大学院)
• 加藤　光広(山形大学　医学部)

• 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 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)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

Aicardi症候群 [MIM %304050] は、1965年にAicardiらが初めて報告した新生児期～乳児期早期に発症する先天性奇形症候群である。重度の神経発生異常を本態とする。脳梁欠損、網脈絡膜異常、点頭てんかんを三主徴とし、殆どの症例が女児（男児症例は47,XXYに限定され、通常致死性）であることから、Ｘ染色体優性遺伝形式をとると考えられている。de novoの均衡型転座症例 46,X,t(X;3)(p22;q12)の報告により暫定的に、Xp22.2にマッピングされているが、責任遺伝子は未同定である。一方、近年では本症候群での男児例の報告が散見されるようになり、常染色体上の限性発現遺伝子の異常の可能性も示唆されている。本研究は、本邦におけるAicardi症候群の疫学・臨床像を正確に把握し、責任遺伝子を単離・同定することを第１の目的とする。責任遺伝子を同定した際には、発現および機能解析を行い、疾患発症のメカニズムとその病態を解明することにより、診断・予防・治療を含む医療を見据えた研究を展開する。

研究方法

Ｉ．症例集積
研究分担者・加藤を中心に、本症候群と診断された症例を全国から集積した。
II. 頭部画像所見の評価
頭部ＭＲＩで脳梁完全欠損が確認された16例（女15例、男1例）を対象に、脳画像所見を評価した。
III. 脳波所見の評価
脳波所見の得られた25例（女23例、男2例）を対象として、背景活動とてんかん性異常波に関して評価を行った。
IV. 高密度アレイよる全ゲノム微細構造異常解析　
Ｘ染色体上のエクソン領域を網羅する独自の超高密度タイリングアレイを作成し、解析を行った。
V. 全エキソーム解析
両親検体の協力が得られた14家系に対し、常染色体優性遺伝形式およびX染色体優性遺伝形式（男性致死）を想定し、de novoの変異を抽出した。

結果と考察

Ｉ．症例集積
現在までに、計37症例（男児4症例、女児33症例）を集積した。
II. 頭部画像所見の評価
全例大脳皮質形成障害を伴い、著明な水頭症で皮質が全体に菲薄化した１例を除き、全て多小脳回であった。部位（重複あり）は前頭が14例、後頭が4例、シルビウス裂周囲が2例、頭頂が1例であった。異所性灰白質は13例に認められ、部位は脳室周囲が13例全例に認められたほか、2例は皮質の多小脳回に連続していた。脳梁欠損症に特徴的な後角優位の拡大である体脳症を13例に、前角の拡大を9例に認めた。嚢胞形成は6例に認められ、全例が半球間裂嚢胞であった。脈絡叢の異常は6例に認められ全例嚢胞拡大であった。後頭蓋窩病変は8例に認められ、後小脳槽・大槽の拡大が7例であった。
III. 脳波所見の評価
25症例中21例に背景活動の異常を認めた。9例はヒプスアリスミアを呈し、そのうち7例は左右非対称性であった。非同期性の記載は1例のみであった。その他、高振幅徐波活動が2例、基礎波やhump、spindleなど正常な脳波活動が認められない症例が3例、suppression-burstが1例に認められた。てんかん性異常波は25症例中24例に認められた。ヒプスアリスミアとサプレッション・バーストを除く14例中、8例は焦点性もしくは多焦点性異常波を呈し、5例は広汎性異常波を示した。1例は焦点性と広汎性の両者を示した。
IV. 高密度アレイよる全ゲノム微細構造異常解析　
20症例を対象に解析したが、明らかな病的意義を有したコピー数異常は同定されなかった。
V. 全エキソーム解析
14家系それぞれに1～8個のde novo変異が検出された。そのうち、2家系以上に共通して変異が認められた遺伝子は1個だけであり、Sander法によりde novo変異であることが確認された。

結論

非常に稀な疾患ながら、計37症例（男児4症例、女児33症例）を集積することができた。本症候群では脳梁欠損以外に特徴的な病変を示し、臨床所見の他、画像所見による診断基準の確立が必要であると考えられた。また、本症候群の脳波所見として左右非対称性のヒプスアリスミアを認めるが、頻度は半数以下であり、他が原因の点頭てんかんとは異なることが明らかとなった。遺伝学的解析では、高密度アレイよる全ゲノム微細構造異常解析を行ったが、病的と考えられるコピー数異常は検出されなかった。全エキソーム解析により2症例に共通して非同義置換を認める候補遺伝子Aを同定したが、疾患責任遺伝子であると結論づけることはできなかった。また、少なくとも本遺伝子が本症候群の大部分を説明できないことから、他の候補遺伝子を検索する必要性があり、今後も引き続き研究を行う。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-05-08
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201231079C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: Aicardi症候群は、脳梁欠損、網脈絡膜異常、点頭てんかんを三主徴とする先天性奇形症候群である。大部分の症例が女児であることからＸ染色体優性遺伝形式をとると考えられているが責任遺伝子は未同定である。今回我々は、Ｘ染色体に特化した高密度マイクロアレイによりコピー数解析を行ったが、病的なコピー数異常は検出しなかった。全エキソーム解析により、2例で脳梁欠損をきたす既知の疾患遺伝子変異を同定した。新規疾患遺伝子は未同定である。
• 臨床的観点からの成果: 稀な疾患ながら、全国から53症例を収集することができた。本症候群の実態を明らかにするために，全国の小児科標榜基幹病院に対してアンケート調査を行ない、頭部画像と脳波所見を収集した。27症例（女24例、男3例）の情報が得られ、全例孤発例で脳梁欠損を併発し、ヒプスアリスミアは36%で多くは左右非対称性であった。頭部画像はシルビウス裂周囲を除く前頭優位の多小脳回が特徴的であった。頻度は稀で難治であり，原因解明とともに治療管理法の確立が必要であると考えられる。
• ガイドライン等の開発: 本症候群の臨床診断は、脳梁欠損、網脈絡膜異常、点頭てんかんの三主徴をもとに行われているのが実情であると考えられるが、原因が特定されていないためその疾患概念は拡散しつつある。我々は、本症候群の診断基準案として、2005年にJean Aicardiが提唱した診断基準案（Brain & development）に準じた診断基準を採用している。大部分が女児であり男性は致死と考えられてきたが、近年は男児症例の報告も散見されることもあり、男児であっても診断可能である。
• その他行政的観点からの成果: 責任遺伝子が未同定の為、行政施策にはまだ反映されていない。
• その他のインパクト: 責任遺伝子が未同定の為、研究発表などは実施していない。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 59件
• その他論文(和文): 3件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 11件
• 学会発表(国際学会等): 10件
• その他成果(特許の出願): 5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): 0件

特許

• 特許の名称: コフィン－シリス症候群の検出方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2012-136 ; 発明者名: 松本直通／鶴崎美徳／三宅紀子 ; 権利者名: 横浜市立大学 ; 出願年月日: 20120104 ; 国内外の別: 国内

• 特許の名称: ミトコンドリア複合体III欠乏症の確定診断法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2012-180356 ; 発明者名: 松本直通／三宅紀子 ; 権利者名: 横浜市立大学 ; 出願年月日: 20120816 ; 国内外の別: 国内

• 特許の名称: 孔脳症および周産期脳出血の検出方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2011-247457 ; 発明者名: 才津浩智／松本直通 ; 権利者名: 横浜市立大学 ; 出願年月日: 20111111 ; 国内外の別: 国内

• 特許の名称: び慢性大脳白質形成不全症の検出方法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2011-226488 ; 発明者名: 才津浩智／松本直通 ; 権利者名: 横浜市立大学 ; 出願年月日: 20111014 ; 国内外の別: 国内

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: Tsurusaki Y, Okamoto N, Ohashi H et al.; Mutations affecting components of the SWI/SNF complex cause Coffin-Siris syndrome.; Nat Genet. , 44 (4) , 376-378 (2012); 10.1038/ng.2219.
• 原著論文2: Miyake N, Mizuno S, Okamoto N et al. ; KDM6A point mutations cause Kabuki syndrome.; Hum Mutat. , 34 (1) , 108-110 (2013); 10.1002/humu.22229.
• 原著論文3: Miyake N, Yano S, Sakai C et al.; Mitochondrial complex III deficiency caused by a homozygous UQCRC2 mutation presenting with neonatal-onset recurrent metabolic decomp; Hum Mutat. , 34 (3) , 446-452 (2013); 10.1002/humu.22257.
• 原著論文4: Yoneda Y, Haginoya K, Kato M et al.; otypic spectrum of COL4A1 mutations: porencephaly to schizencephaly.; Ann Neurol. , 73 (1) , 48-57 (2013); 10.1002/ana.23736.
• 原著論文5: Tsurusaki Y, Kosho T, Hatasaki K et al. ; Exome sequencing in a family with an X-linked lethal malformation syndrome: clinical consequences of hemizygous truncating OFD1 mutations in male patients.; Clin Genet. , 83 (2) , 135-144 (2013); 10.1111/j.1399-0004.2012.01885.x.
• 原著論文6: Tsurusaki Y, Kobayashi Y, Hisano M et al. ; The diagnostic utility of exome sequencing in Joubert syndrome and related disorders.; J Hum Genet. , 58 (2) , 113-115 (2013); 10.1038/jhg.2012.117.
• 原著論文7: Tsurusaki Y, Saitoh S, Tomizawa K et al. ; A DYNC1H1 mutation causes a dominant spinal muscular atrophy with lower extremity predominance.; Neurogenetics. , 13 (4) , 327-332 (2012); 10.1007/s10048-012-0337-6.
• 原著論文8: Saitsu H, Kato M, Osaka H et al.; CASK aberrations in male patients with Ohtahara syndrome and cerebellar hypoplasia.; Epilepsia. , 53 (8) , 1441-1449 (2012); 10.1111/j.1528-1167.2012.03548.x.
• 原著論文9: Miyatake S, Touho H, Miyake N et al.; Sibling cases of moyamoya disease having homozygous and heterozygous c.14576G>A variant in RNF213 showed varying clinical course and severity.; J Hum Genet. , 57 (12) , 804-806 (2012); 10.1038/jhg.2012.105.
• 原著論文10: Yoneda Y, Haginoya K, Arai H et al.; De novo and inherited mutations in COL4A2, encoding the type IV collagen α2 chain cause porencephaly.; Am J Hum Genet. , 90 (1) , 86-90 (2012); 10.1016/j.ajhg.2011.11.016.
• 原著論文11: Miyake N, Elcioglu NH, Iida A et al.; PAPSS2 mutations cause autosomal recessive brachyolmia.; J Med Genet. , 49 (8) , 533-538 (2012); 10.1136/jmedgenet-2012-101039.
• 原著論文12: Sakai H, Suzuki S, Mizuguchi T et al.; Rapid detection of gene mutations responsible for non-syndromic aortic aneurysm and dissection using two different methods: resequencing microarray technology and next-generation sequencing.; Hum Genet. , 131 (4) , 591-599 (2012); 10.1007/s00439-011-1105-7.
• 原著論文13: Saitsu H, Kato M, Koide A et al.; Whole exome sequencing identifies KCNQ2 mutations in Ohtahara syndrome.; Ann Neurol. , 72 (2) , 298-300 (2012); 10.1002/ana.23620.
• 原著論文14: Miyatake S, Miyake N, Touho H et al. ; Homozygous c.14576G>A variant of RNF213 predicts early-onset and severe form of moyamoya disease.; Neurology. , 78 (11) , 803-810 (2012); 10.1212/WNL.0b013e318249f71f.
• 原著論文15: Saitsu H, Osaka H, Nishiyama K et al.; A girl with early-onset epileptic encephalopathy associated with microdeletion involving CDKL5.; Brain Dev. , 34 (5) , 364-367 (2012); 10.1016/j.braindev.2011.07.004.
• 原著論文16: Tsurusaki Y,aOsaka H, Hamanoue H et al.; Rapid detection of a mutation causing X-linked leucoencephalopathy by exome sequencing.; J Med Genet. , 48 (9) , 606-609 (2011); 10.1136/jmg.2010.083535.
• 原著論文17: Saitsu H, Osaka H, Sasaki M et al.; Mutations in POLR3A and POLR3B encoding RNA Polymerase III subunits cause an autosomal-recessive hypomyelinating leukoencephalopathy.; Am J Hum Genet , 89 (5) , 644-651 (2011); 10.1016/j.ajhg.2011.10.003.
• 原著論文18: Doi H, Yoshida K, Yasuda T et al. ; Exome sequencing reveals a homozygous SYT14 mutation in adult-onset, autosomal-recessive spinocerebellar ataxia with psychomotor retardation.; Am J Hum Genet. , 89 (2) , 320-327 (2011); 10.1016/j.ajhg.2011.07.012.
• 原著論文19: Miyake N, Yamashita S, Kurosawa K et al.; A novel homozygous mutation of DARS2 may cause a severe LBSL variant.; Clin Genet. , 80 (3) , 293-296 (2011); 10.1111/j.1399-0004.2011.01644.x.
• 原著論文20: Tsurusaki Y, Okamoto N, Suzuki Y et al.; Exome sequencing of two patients in a family with atypical X-linked leukodystrophy.; Clin Genet. , 80 (2) , 161-166 (2011); 10.1111/j.1399-0004.2011

公開日・更新日

• 公開日: 2017-05-25
• 更新日: -

収支報告書

• 文献番号: 201231079Z