先天性大脳白質形成不全症の診断と治療を目指した研究

文献情報

• 文献番号: 201324110A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 先天性大脳白質形成不全症の診断と治療を目指した研究
• 課題番号: H24-難治等（難）-一般-072
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 井上 健(独立行政法人国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 疾病研究第二部)

研究分担者(所属機関)

• 小坂　仁(自治医科大学　小児科)
• 黒澤健司(神奈川県立こども医療センター遺伝科)
• 高梨潤一(亀田総合病院　小児神経科)
• 山本俊至(東京女子医科大学統合医科学研究所)
• 出口貴美子(慶應義塾大学解剖学)

• 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24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)年度
• 研究費: 5,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

先天性大脳白質形成不全症は、遺伝性の中枢神経系髄鞘の形成不全を本態とする重篤かつ稀な神経疾患の一群である。代表的疾患のPelizaeus-Merzbacher病（PMD）以外にPelizaeus-Merzbacher-like病、基底核および小脳萎縮を伴う髄鞘形成不全症、18q欠失症候群、Allan-Herndon-Dudleys症候群、Hsp60シャペロン病、Salla病、小脳萎縮と脳梁低形成を伴うび漫性大脳白質形成不全症、先天性白内障を伴う髄鞘形成不全症、失調、歯牙低形成を伴う髄鞘形成不全症、脱髄型ニューロパチー・中枢性髄鞘形成不全症．・ワーデンバーグ症候群・ヒルシュスプルング病をあわせた11疾患が本疾患群に含まれる。このうち10疾患で原因遺伝子が同定されているが、詳細な分子病態はほとんど明らかになっていない。遺伝子解析で診断のつかない症例は３割ほどあり、未同定の疾患原因遺伝子が存在すると考えられる。対症療法以外の治療法はない。本研究は、これらの疾患の臨床や研究に関わってきた臨床医と研究者を取りまとめ、臨床・基礎研究一体型の研究組織を構築し、先天性大脳白質形成不全症の患者の身近なサポートから診断、治療に関する研究までを一体的に推進することを目的とする。

研究方法

臨床研究面では、患者に寄添った実態把握と診断および治療の推進のため、１）患者家族間ネットワーク構築のためのアウトリーチ活動、２）疾患分類・診断基準と治療指針の学会承認と周知、３）MRI画像データベースシステムの確立と公開、４）遺伝子診断と遺伝子カウンセリングの整備推進を、基盤研究面では、基盤整備と基礎研究の推進のため、１）リンパ芽球および皮膚線維芽細胞など生体試料の登録・保存、２）新規疾患遺伝子の同定に向けた遺伝子解析研究の推進、３）動物や細胞などを用いた病態解明研究の推進、４）モデル動物や細胞を用いた治療薬の基礎開発研究を行った。

結果と考察

臨床研究面では、アウトリーチ活動として第5回市民公開セミナーを開催した。疾患分類・診断基準等に関する情報発信として、H25年度版の改訂を行い、研究班ウェブサイトに公表し、小児神経学会と連動した基準の策定を行った。MRI画像データベースシステムの確立と公開のため、国立精神・神経医療研究センターで確立した統合的画像データプラットフォームIBISSを利用し、40例の本疾患のMRI画像と臨床情報を収集した。遺伝子診断として、平成24-25年の2年間で32例（27家系）のPLP1遺伝子解析（患者診断21例、保因者診断11例）と6例のGJC2遺伝子解析（患者診断6例、保因者診断なし）を実施した。遺伝子カウンセリングのガイドラインを作成し、研究班ウェブサイトに公表した。整備推進基盤研究面では、エクソーム解析による網羅的遺伝子解析、PMD患者細胞から樹立されたiPS細胞を用いた遺伝子発現解析が行われ、成果の一部が論文として報告された。細胞を用いた解析でPMDの新規小胞体ストレス病態を見出し、これを標的とする治療研究を開始した。また、PLP1点変異に対する治療薬候補として、クロロキンを同定し、その細胞分子機序を明らかにした。

結論

一稀少疾患に焦点を当て、診断あるいは疫学といった臨床の基盤的な研究、遺伝子診断などの応用医療、そして治療法開発に向けた基礎研究といった幅広い領域についての横断的な研究を継続的に行なっている。本研究で得られた成果は、次に挙げるような重要な意義を持つと考える。短期的には、非常に稀少な疾患であり、また生化学的検査による診断法がない本疾患は、これまで臨床現場での認知度が低く、患者家族が得られる情報も極めて限られていた。しかし、前研究班で実施した疫学調査や疾患分類と診断基準の作成と公表により、医療情報が充実し、臨床現場での認知度も上がってきた。この流れを継続し、さらに市民公開セミナーや家族会のサポート、ウェブサイトでの情報発信による患者家族に寄添う形での様々な医療情報ネットワークの確立、そして遺伝子診断や画像診断と連動した疾患分類や診断基準の確立による本疾患の更なる認知度の向上と医療、福祉の向上が期待される。本疾患について克服すべき長期的課題は、３割を占める遺伝子解析にて診断つかない症例に関する新規の疾患遺伝子を同定すること、治療法開発への足がかりとなる分子病態を解明すること、そして基礎研究による知見に裏打ちされた新規治療法を確立することである。本研究では、次世代型シーケンシングによる新規疾患遺伝子探索、iPS細胞やモデル動物を用いた病態解析、そして臨床応用を目指した治療法の発見などの医療面での本疾患の根本的な克服への進歩が期待される。前二者については５年以内の克服、後者については、5～10年で実用化を目指す。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-30
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201324110B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 先天性大脳白質形成不全症の診断と治療を目指した研究
• 課題番号: H24-難治等（難）-一般-072
• 研究年度: 平成25(2013)年度
• 研究代表者(所属機関): 井上 健(独立行政法人国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 疾病研究第二部)

研究分担者(所属機関)

• 小坂　仁(自治医科大学　小児科)
• 黒澤健司(神奈川県立こども医療センター遺伝科)
• 高梨潤一(亀田総合病院　小児神経科)
• 山本俊至(東京女子医科大学統合医科学研究所)
• 出口貴美子(慶應義塾大学解剖学)

• 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24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)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

先天性大脳白質形成不全症は、遺伝性の中枢神経系髄鞘の形成不全を本態とする重篤かつ稀な神経疾患の一群である。代表的疾患のPelizaeus-Merzbacher病（PMD）以外にPelizaeus-Merzbacher-like病、基底核および小脳萎縮を伴う髄鞘形成不全症、18q欠失症候群、Allan-Herndon-Dudleys症候群、Hsp60シャペロン病、Salla病、小脳萎縮と脳梁低形成を伴うび漫性大脳白質形成不全症、先天性白内障を伴う髄鞘形成不全症、失調、歯牙低形成を伴う髄鞘形成不全症、脱髄型ニューロパチー・中枢性髄鞘形成不全症．・ワーデンバーグ症候群・ヒルシュスプルング病をあわせた11疾患が本疾患群に含まれる。このうち10疾患で原因遺伝子が同定されているが、詳細な分子病態はほとんど明らかになっていない。遺伝子解析で診断のつかない症例は３割ほどあり、未同定の疾患原因遺伝子が存在すると考えられる。対症療法以外の治療法はない。本研究は、これらの疾患の臨床や研究に関わってきた臨床医と研究者を取りまとめ、臨床・基礎研究一体型の研究組織を構築し、先天性大脳白質形成不全症の患者の身近なサポートから診断、治療に関する研究までを一体的に推進することを目的とする。

研究方法

臨床研究面では、患者に寄添った実態把握と診断および治療の推進のため、１）患者家族間ネットワーク構築のためのアウトリーチ活動、２）疾患分類・診断基準と治療指針の学会承認と周知、３）MRI画像データベースシステムの確立と公開、４）遺伝子診断と遺伝子カウンセリングの整備推進を、基盤研究面では、基盤整備と基礎研究の推進のため、１）リンパ芽球および皮膚線維芽細胞など生体試料の登録・保存、２）新規疾患遺伝子の同定に向けた遺伝子解析研究の推進、３）動物や細胞などを用いた病態解明研究の推進、４）モデル動物や細胞を用いた治療薬の基礎開発研究を行った。

結果と考察

臨床研究面では、アウトリーチ活動として市民公開セミナーを年１回開催した。疾患分類・診断基準等に関する情報発信として、改訂されたH25年度版を研究班ウェブサイトに公表し、さらに小児神経学会と連動して小児慢性疾患の診断基準の策定を行った。MRI画像データベースシステムの確立と公開のため、国立精神・神経医療研究センターで確立した統合的画像データプラットフォームIBISSを利用し、40例のMRI画像と臨床情報を収集した。遺伝子診断として、平成24-25年の2年間で32例（27家系）のPLP1遺伝子解析（患者診断21例、保因者診断11例）と6例のGJC2遺伝子解析（患者診断6例、保因者診断なし）を実施した。遺伝子カウンセリングのガイドラインを作成し、研究班ウェブサイトに公表した。整備推進基盤研究面では、エクソーム解析による網羅的遺伝子解析、PMD患者細胞から樹立されたiPS細胞を用いた遺伝子発現解析が行われ、成果の一部が論文として報告された。細胞を用いた解析でPMDの新規小胞体ストレス病態を見出し、これを標的とする治療研究を開始した。また、PLP1点変異に対する治療薬候補として、クロロキンを同定し、その細胞分子機序を明らかにした。

結論

先天性大脳白質形成不全症について、診断あるいは疫学といった臨床の基盤的な研究、遺伝子診断などの応用医療、そして治療法開発に向けた基礎研究といった幅広い領域についての横断的な研究を継続的に行い、それぞれの課題について成果を上げることが出来た。本研究の成果の持つ短期的意義としては、本疾患が非常に稀少であり、また生化学的検査による診断法がないため、これまで臨床現場での認知度が低く、患者家族が得られる情報も極めて限られていた。しかし、前研究班で実施した疫学調査や疾患分類と診断基準の作成と公表、遺伝子診断の推進により、医療情報が充実し、臨床現場での認知度も上がってきた。この流れを継続し、さらに市民公開セミナーや家族会のサポート、ウェブサイトでの情報発信による患者家族に寄添う形での様々な医療情報ネットワークの確立、そして遺伝子診断や画像診断と連動した疾患分類や診断基準の確立による本疾患の更なる認知度の向上と医療、福祉の向上が期待される。本疾患について克服すべき長期的課題は、３割を占める遺伝子解析にて診断つかない症例に関する新規の疾患遺伝子を同定すること、治療法開発への足がかりとなる分子病態を解明すること、そして基礎研究による知見に裏打ちされた新規治療法を確立することである。本研究では、次世代型シーケンシングによる新規疾患遺伝子探索、iPS細胞やモデル動物を用いた病態解析、そして臨床応用を目指した治療法の発見などの医療面での本疾患の根本的な克服への進歩が期待される。前二者については５年以内の克服、後者については、5～10年で実用化を目指す。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201324110C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 先天性大脳白質形成不全症患者のエクソーム解析などの遺伝学的解析を進め、新規遺伝子変異を同定し、これらの報告を行った。また患者細胞から疾患特異的iPS細胞の樹立を行い、病態の解明を進めた。さらに細胞生物学的な解析から新規細胞病態を見出し、これを報告した。また分子病態を標的とした治療法開発を進め、細胞やモデル動物を用いた前臨床試験を実施し、その成果を報告した。
• 臨床的観点からの成果: 疾患分類と診断基準、治療指針の周知をすすめ、臨床現場での応用が進んだ。新たに遺伝カウンセリングに関するガイドラインを作成し、研究班ウェブサイトにて公表した。MRI画像データベースの確立し、40例の脳MRI画像を収集した。今後、多数例での画像解析研究を推進する基盤を確立した。全国からの遺伝子診断の依頼に対応し、２年間で32例のPLP1遺伝子解析、6例のGJC2遺伝子解析を実施した。研究班のウェブサイトを通じて、疾患に関する情報の発信を行った。
• ガイドライン等の開発: 疾患分類と診断基準の改訂を行い、研究班のウェブサイトで公開した。小児慢性疾患の診断基準策定について、本疾患に関する資料提出とともにその策定に関わった。
• その他行政的観点からの成果: 本疾患の医療における問題点の一つに、疾患の認知不足による早期診断がなされていなかった点がある。年長例や成人例においては長期にわたって脳性麻痺の診断を受けていることがしばしばあった。近年は本研究班の成果により臨床現場、特に小児神経科領域における本疾患の認知度が非常に高くなり、発症早期での画像および遺伝子解析による早期の診断がなされるようになった。
• その他のインパクト: 平成24年度に第4回、平成25年度に第5回の先天性大脳白質形成不全症市民公開セミナーを実施した。ともに26～27家族が参加し、総勢約90~100名の参加者があった。このセミナーへの参加者が中心となって、患者家族会も立ち上がり、研究者との連携を含めた活動が始まっている。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 36件
• その他論文(和文): 6件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 54件
• 学会発表(国際学会等): 9件
• その他成果(特許の出願): 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): 3件 ; 疾患分類・診断基準の改訂 遺伝カウンセリングガイドライン作成 小児慢性疾患診断基準の作成
• その他成果(普及・啓発活動): 3件 ; 市民公開セミナー ２回 研究班ウェブサイトでの情報発信

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: Takanashi J, Saito S, Aoki I et al.; Increased N-acetylaspartate in Model Mouse of Pelizaeus-Merzbacher Disease.; J Magn Reson Imaging. , 35 , 418-425 (2012)
• 原著論文2: Takanashi J, Hayashi M, Yuasa S et al.; Hypoyelination in I-cell disease; MRI, MR spectroscopy and neuropathological correlation.; Brain Dev , 34 , 780-783 (2012)
• 原著論文3: Yu L-H, Morimura T, Numata Y et al.; Effect of curcumin in a mouse model of Pelizaeus-Merzbacher disease.; Mol Genet Metab , 106 , 108-114 (2012)
• 原著論文4: Shimojima K, Inoue T, Imai Y et al.; Reduced PLP1 expression in induced pluripotent stem cells derived from a Pelizaeus-Merzbacher disease patient with a partial PLP1 duplication.; J Hum Genet , 57 , 580-586 (2012)
• 原著論文5: Shimojima K, Okamoto N, Suzuki Y et al.; Subtelomeric deletions of 1q43q44 and severe brain impairment associated with delayed myelination.; J Hum Genet , 57 , 593-600 (2012)
• 原著論文6: Shimojima K, Mano T, Kashiwagi M et al.; Pelizaeus-Merzbacher disease caused by a duplication-inverted triplication-duplication in chromosomal segments including the PLP1 region.; Eur J Med Genet , 55 , 400-403 (2012)
• 原著論文7: Shimada S, Miya K, Oda N et al.; An unmasked mutation of EIF2B2 due to submicroscopic deletion of 14q24.3 in a patient with vanishing white matter disease.; Am J Med Genet A , 158A , 1771-1777 (2012)
• 原著論文8: Eto K, Sakai N, Shimada S et al.; Microdeletions of 3p21.31 characterized by developmental delay, distinctive features, elevated serum creatine kinase levels, and white matter involvement.; Am J Med Genet A , 161A , 3049-3056 (2103)
• 原著論文9: Shimojima K, Tanaka R, Shimada S et al.; A novel homozygous mutation of GJC2 derived from maternal uniparental disomy in a female patient with Pelizaeus–Merzbacher-like disease.; J Neurol Sci , 330 , 123-126 (2013)
• 原著論文10: Numata Y, Morimura T, Nakamura S et al.; Depletion of molecular chaperones from the endoplasmic reticulum and fragmentation of the Golgi apparatus associated with pathogenesis in Pelizaeus-Merzbacher disease.; J Biol Chem , 288 (11) , 7451-7466 (2013)
• 原著論文11: Nakamura K, Kodera H, Akita T et al.; De Novo Mutations in GNAO1, Encoding a Galphao Subunit of Heterotrimeric G Proteins, Cause Epileptic Encephalopathy.; Am J Hum Genet , 93 , 496-505 (2013)
• 原著論文12: Lassuthova P, Zaliova M, Inoue K et al.; Three new PLP1 splicing mutations demonstrate pathogenic and phenotypic diversity of Pelizaeus-Merzbacher disease.; J Child Neurol. (2014); doi: 10.1177/0883073813492387
• 原著論文13: Matsufuji M, Osaka H, Gotoh L et al.; Partial PLP1 deletion causing X-linked dominant spastic paraplegia type 2.; PediatrNeurol , 49 (6) , 477-481 (2014)
• 原著論文14: Takanashi J, Osaka H, Saitsu H et al.; Different patterns of cerebellar abnormality and hypomyelination between POLR3A and POLR3B mutations.; Brain Dev , 36 (3) , 259-263 (2014)
• 原著論文15: Morimura T, Numata Y, Nakamura S et al.; Attenuation of endoplasmic reticulum stress in Pelizaeus-Merzbacher disease by an anti-malaria drug, chloroquine.; Exp Biol Med , 239 (4) , 489-501 (2014)
• 原著論文16: Gotoh L, Inoue K, Helman G, et al.; GJC2 promoter mutations causing Pelizaeus-Merzbacher-like disease.; Mol Genet Metab , 111 (3) , 393-398 (2014)
• 原著論文17: Takanashi J, Nitta N, Iwasaki N, et al.; Neurochemistry in Shiverer mouse depicted on MR spectroscopy.; J Magn Reson Imaging , 39 (6) , 1550-1557 (2014)
• 原著論文18: Tada H, Takanashi J.; MR spectroscopy in 18q- syndrome suggesting other than hypomyelination.; Brain Dev , 36 (1) , 57-60 (2014)
• 原著論文19: Shimojima K, Shimada S, Tamasaki A et al.; Novel compound heterozygous mutations of POLR3A revealed by whole-exome sequencing in a patient with hypomyelination.; Brain Dev , 36 (4) , 315-321 (2014)
• 原著論文20: Kuroiwa-Numasawa Y, Okada Y, Shibata S, et al.; Involvement of ER stress in dysmyelination of Pelizaeus-Merzbacher disease with PLP1 missense mutations shown by iPSC-derived oligodendrocytes.; StemCellReports , 2 , 1-14 (2014)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-21
• 更新日: 2018-06-13

収支報告書

• 文献番号: 201324110Z