コフィン・サイリス症候群の分子遺伝学的解析と診断・治療法の開発

文献情報

• 文献番号: 201324129A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: コフィン・サイリス症候群の分子遺伝学的解析と診断・治療法の開発
• 研究課題名（英字）: -
• 課題番号: H25-難治等（難）-一般-013
• 研究年度: 平成25(2013)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　医科学研究科)
• 岡本　伸彦(大阪府立母子保健総合医療センター　遺伝診療科)

• 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25(2013)年度
• 研究終了予定年度: 平成25(2013)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

コフィン・サイリス症候群（Coffin-Siris syndrome: CSS, MIM #135900）は、重度の知的障害、成長障害、特異的顔貌（疎な頭髪、濃い眉と睫毛、厚い口唇など）、手足の第５指の爪および末節骨の無～低形成を主徴とする疾患である。ほとんどが孤発例であるが、家族例や同胞例の報告も散見されるため、常染色体優性遺伝形式、常染色体劣性遺伝形式の両方が想定されている。2012年に我々は、常染色体優性遺伝形式のCSSの責任遺伝子としてSMARCA4, SMARCB1, SMARCE1, ARID1A, ARID1Bを同定した。更にSMARCA2変異がCSSの類似疾患であるNicolaides-Baraitser症候群 (以下NCBRS) に同定された。よって、これら一連の疾患はSWI/SNF複合体のシグナル異常により発症すると考えられている。SWI/SNF複合体遺伝子の内、今回同定した５遺伝子のヘテロ接合変異によりCSSの約8割は説明できるが、残りの2割の原因は不明である。そこで、我々は新規の疾患遺伝子を同定する為、本研究ではそれらの遺伝的要因を解明することを第一の目的とした。更に、疾患遺伝子ごとに表現型の相違が示唆されることから、遺伝子型・表現型の関連性を明らかにする。また、CSSの明確な診断基準は存在せず、診療ガイドラインも適切なものが存在しないため、遺伝子診断で確定した症例の知見から、CSSの診断基準や診療ガイドラインを作成することを第二の目的とした。

研究方法

１．症例集積
国内外から症例の集積を行った。その際、52項目の臨床症状のチェックリストの記載と写真（顔、手足の末端など）の提供協力を各診療医に依頼した。
２．ターゲットリシークエンスによる変異解析
SWI/SNF複合体を形成すると報告されていた21遺伝子を標的として、HaloPlex (Agilent)とMiSeq (Illumina) を用いてターゲットリシークエンスを行った。
３．全エキソームシークエンス (WES) を用いた新規責任遺伝子の特定
SureSelect All Human Exon kit (Agilent)でゲノム分画を行い、HiSeq2000 (Illumina)でWESを行った。まずは患者のみで全エクソーム解析を行い、既知の遺伝子内のバリアントの有無を確認した。バリアントがある場合には、Sanger法で検証を行った。更に、両親検体を解析しde novo変異であるか否かを検証した。新規遺伝子同定を目的に、変異陰性例に対してトリオ解析を行い2症例以上に共通してde novo変異を認める遺伝子を検索した。
４．遺伝子型・表現型関連性の検証と診断基準の確立
分担研究者・岡本により自験例および報告例のデータを詳細に分析した。

結果と考察

１．症例集積
本研究期間中に新たに国内外から43症例を集積し、計131症例を集積した。
２．ターゲットリシークエンスによる変異解析
本手法により、8例を解析したが、変異検出率が2/8（25％）と予想以上に低かった。非典型例も解析するようになったことが要因の一つと考えられた。WESの価格が低下してきたため、SWI/SNF複合体に限局せず網羅的な新規遺伝子検索を行う方が効率的であると考え、WESへ解析方法を移行した。
３．WESを用いた新規責任遺伝子の特定
ターゲットリシークエンスもしくはWESを行った106症例中65症例（61.3％）にCSSおよび類似疾患のNCBRSの既知の6遺伝子のいずれかに変異を認めた。変異陰性例に共通してde novo変異を有する遺伝子を検索し、CSSの新規遺伝子である遺伝子Ａを同定した。
４．遺伝子型・表現型関連性の検証と診断基準の確立
変異の認めたられた遺伝子ごとに臨床像の違いを評価したところ、SMARCB1, SMARCE1, ARID1A変異陽性例は重症・最重症型を示す傾向があり、SMARCA4, SMARCA2, ARID1B変異陽性例は多様な表現型をとる傾向があることが分かった。また、更に症例を追加・評価し、CSSの診断と治療に有用な“Coffin-Siris症候群診療ガイドライン”を作成した。

結論

本年度内にCSS新規症例43症例を集積し、遺伝子解析の結果、総計106症例中65例に6つの既知遺伝子のいずれかに変異を同定した。変異陰性例の詳細な解析により、CSSの新規遺伝子Ａを同定した。また、遺伝子変異と臨床症状のエビデンスを集積し、遺伝子型・表現型関連性をまとめることができた。更に、本研究班でCoffin-Siris症候群診療ガイドラインを策定し、今後最適な診断基準作成に向けての端緒ができたと考えられる。

公開日・更新日

• 公開日: 2014-07-23
• 更新日: 2015-06-30

行政効果報告

• 文献番号: 201324129C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: コフィン・サイリス症候群は、重度の知的障害、成長障害、特異的顔貌、手足の第５指の爪および末節骨の無～低形成を主徴とする先天性奇形症候群である。2012年に我々はSWI/SNF複合体の構成分子をコードする5つの遺伝子（SMARCA4,SMARCB1, SMARCE1, ARID1A, ARID1B）が責任遺伝子であることを同定した。更に、変異陰性例の解析によりSWI/SNF複合体に関連のある新規責任遺伝子SOX11を同定した。SMARCA2重複と本症候群の関連が示唆される症例を報告した。
• 臨床的観点からの成果: 現在までに臨床的に本症候群と診断された計254症例を解析した。その際、52項目の臨床症状と写真の提供も依頼しており本研究班のCSS症例集積は量・質ともに世界トップクラスであり、今後の臨床的評価の重要なデータベースとなりうる。病的変異が同定された症例に関しては、遺伝子型・表現型関連性の評価を行い、SMARCB1, SMARCE1, ARID1A変異陽性例は重症・最重症型を示す傾向があり、SMARCA4, SMARCA2, ARID1B変異陽性例は多様な表現型をとることが明らかとなった。
• ガイドライン等の開発: SWI/SNF複合体の責任遺伝子別にCSSの臨床像を評価したところ、原因となる遺伝子により表現型や重症度に差があることが明らかとなった。これらの情報をもとに、本症候群の診療ガイドラインを作成した（Coffin-Siris症候群診療ガイドライン・研究分担者・岡本伸彦）。このガイドラインにはCSSの臨床症状、鑑別診断、遺伝カウンセリング、治療と健康管理方法、各遺伝子異常による臨床像の特徴など、診療医の診断や臨床に役立つ内容となっている
• その他行政的観点からの成果: 本研究班でCoffin-Siris症候群診療ガイドラインを作成し、診断基準を策定中である。今後は、診療ガイドライン、診断基準を日本小児遺伝学会等で承認してもらえるよう、啓蒙活動を含めて行政的な観点で検討していきたい。
• その他のインパクト: CSSに関する一連の研究成果により、国際的なデータベースであるNCBIのGeneReview （https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK131811/）の本症候群の章を、研究分担者・松本直通が執筆している。また、SWI/SNF複合体に関する総説を執筆した (Miyake et al. Am J Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2014 Sep;166C(3):257-61）。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 29件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 2件
• 学会発表(国内学会): 14件
• 学会発表(国際学会等): 5件
• その他成果(特許の出願): 1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: Coffin-Siris症候群の新規遺伝子診断法
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2013-252720 ; 発明者名: 鶴崎美徳/松本直通 ; 権利者名: 鶴崎美徳/松本直通 ; 出願年月日: 20131206 ; 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: Kosho T, Okamoto N, Ohashi H et al. ; Clinical correlations of mutations affecting six components of the SWI/SNF complex: detailed description of 21 patients and a review of the literature.; Am J Med Genet A. , 161A (6) , 1221-1237 (2013); 10.1002/ajmg.a.35933.
• 原著論文2: Hiraki Y, Miyatake S, Hayashidani M et al. ; Aortic aneurysm and craniosynostosis in a family with Cantu syndrome.; Am J Med Genet A. , 164A (1) , 231-236 (2014); 10.1002/ajmg.a.36228.
• 原著論文3: Kodera H, Nakamura K, Osaka H et al.; De novo mutations in SLC35A2 encoding a UDP-galactose transporter cause early-onset epileptic encephalopathy.; Hum Mutat. , 34 (12) , 1708-1714 (2013); 10.1002/humu.22446
• 原著論文4: Imagawa E, Osaka H, Yamashita A et al.; A hemizygous GYG2 mutation and Leigh syndrome: a possible link?; Hum Genet. , 133 (2) , 225-234 (2014); 10.1007/s00439-013-1372-6.
• 原著論文5: Ohba C, Osaka H, Iai M et al.; Diagnostic utility of whole exome sequencing in patients showing cerebellar and/or vermis atrophy in childhood.; Neurogenetics. , 14 (3-4) , 225-232 (2013); 10.1007/s10048-013-0375-8.
• 原著論文6: Nakajima J, Okamoto N, Shiraishi J et al.; Novel FIG4 mutations in Yunis-Varon syndrome.; J Hum Genet. , 58 (12) , 822-824 (2013); 10.1038/jhg.2013.104.
• 原著論文7: Koshimizu E, Miyatake S, Okamoto N et al.; Performance comparison of bench-top next generation sequencers using microdroplet PCR-based enrichment for targeted sequencing in patients with autism spectrum disorder.; PLoS One. , 8 (9) , e74167-e74167 (2013); 10.1371/journal.pone.0074167.
• 原著論文8: Nishiguchi KM, Tearle RG, Liu YP et al.; Whole genome sequencing in patients with retinitis pigmentosa reveals pathogenic DNA structural changes and NEK2 as a new disease gene.; Proc Natl Acad Sci U S A. , 110 (40) , 16139-16144 (2013); 10.1073/pnas.1308243110.
• 原著論文9: Nakamura K, Kodera H, Akita T et al.; De Novo mutations in GNAO1, encoding a Gαo subunit of heterotrimeric G proteins, cause epileptic encephalopathy.; Am J Hum Genet. , 93 (3) , 496-505 (2013); 10.1016/j.ajhg.2013.07.014.
• 原著論文10: Nakamura K, Kato M, Osaka H et al.; Clinical spectrum of SCN2A mutations expanding to Ohtahara syndrome.; Neurology. , 81 (11) , 992-998 (2013); 10.1212/WNL.0b013e3182a43e57.
• 原著論文11: Fukai R, Ochi N, Murakami A et al.; Co-occurrence of 22q11 deletion syndrome and HDR syndrome.; Am J Med Genet A. , 161 (10) , 2576-2581 (2013); 10.1002/ajmg.a.36083.
• 原著論文12: Miyake N, Koshimizu E, Okamoto N et al.; MLL2 and KDM6A mutations in patients with Kabuki syndrome.; Am J Med Genet A. , 161 (9) , 2234-2243 (2013); 10.1002/ajmg.a.36072.
• 原著論文13: Tsurusaki Y, Yonezawa R, Furuya M et al.; Whole exome sequencing revealed biallelic IFT122 mutations in a family with CED1 and recurrent pregnancy loss.; Clin Genet. , 85 (6) , 592-594 (2014); 10.1111/cge.12215.
• 原著論文14: Fujita A, Suzumura H, Nakashima M et al.; A unique case of de novo 5q33.3-q34 triplication with uniparental isodisomy of 5q34-qter.; Am J Med Genet A. , 161A (8) , 1904-1909 (2013); 10.1002/ajmg.a.36026.
• 原著論文15: Ravenscroft G, Miyatake S, Lehtokari VL et al.; Mutations in KLHL40 are a frequent cause of severe autosomal-recessive nemaline myopathy.; Am J Hum Genet. , 93 (1) , 6-18 (2013); 10.1016/j.ajhg.2013.05.004.
• 原著論文16: Kondo Y, Koshimizu E, Megarbane A et al.; Whole-exome sequencing identified a homozygous FNBP4 mutation in a family with a condition similar to microphthalmia with limb anomalies.; Am J Med Genet A. , 161A (7) , 1543-1546 (2013); 10.1002/ajmg.a.35983.
• 原著論文17: Nakajima M, Mizumoto S, Miyake N et al.; Mutations in B3GALT6, which encodes a glycosaminoglycan linker region enzyme, cause a spectrum of skeletal and connective tissue disorders.; Am J Hum Genet. , 92 (6) , 927-934 (2013); 10.1016/j.ajhg.2013.04.003.
• 原著論文18: Miyatake S, Murakami A, Okamoto N et al.; A de novo deletion at 16q24.3 involving ANKRD11 in a Japanese patient with KBG syndrome.; Am J Med Genet A. , 161A (5) , 1073-1077 (2013); 10.1002/ajmg.a.35661.
• 原著論文19: Saitsu H, Nishimura T, Muramatsu K et al.; De novo mutations in the autophagy gene WDR45 cause static encephalopathy of childhood with neurodegeneration in adulthood.; Nat Genet. , 45 (4) , 445-449 (2013); 10.1038/ng.2562.

公開日・更新日

• 公開日: 2014-05-21
• 更新日: 2018-06-11

収支報告書

• 文献番号: 201324129Z
• 報告年月日: 2014年05月19日

収入

• (1)補助金交付額: 11,700,000円
• (2)補助金確定額: 11,700,000円
• 差引額 [(1)-(2)]: 0円

支出

研究費 (内訳)	直接研究費	物品費	8,105,178円
		人件費・謝金	59,350円
		旅費	55,760円
		その他	779,712円
	間接経費		2,700,000円
合計			11,700,000円

備考

• 備考: -

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-30
• 更新日: -