神経筋チャネル病の遺伝子型・表現型相関解明を目指した診断パイプラインの構築

构建旨在阐明神经肌肉通道病基因型-表型相关性的诊断流程

基本信息

批准号：
22K07493
负责人：
久保田智哉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

神経筋チャネル病とは、神経細胞や骨格筋細胞に発現するイオンチャネルの異常により発症する疾患の総称である。イオンチャネルをコードする遺伝子に変異が生じることで発症する遺伝性疾患である。希少疾患であるため、神経筋チャネル病の医学研究は、遺伝学的解析がなされた個々の臨床報告、発見された遺伝子変化による変異チャネルの機能解析を中心に理解が進んできた。一方で、同一家系内で同一遺伝子変化をもつ患者同士でも発症年齢や表現型が異なることがある点など、未解明な点も多く残されている。また、遺伝子変化が同定されても、その遺伝子変化が新規変異である場合に、病原性を確定するための電気生理学的機能解析に時間がかかる点なども問題となっている。本研究では、神経筋チャネル病における診断パイプラインの改善、遺伝子型・表現型相関（genotype-phenotype correlation）の解明を通じて、神経筋チャネル病の診断率の向上、ひいては新規の治療薬開発にも繋がる基盤を構築することである。具体的には、①神経筋チャネル病患者の臨床症状と遺伝学的解析、②トランスポゾンシステムによるチャネル複合体の培養細胞発現、③変異チャネルの機能喪失の定量化（Dye-based membrane targeting assay）、④変異チャネルの機能獲得の定量化（電気生理学的解析）のステップで進める計画である。R4年度は、①について、本邦でのCACNA1A遺伝子変異による神経チャネル病の臨床像と遺伝子診断を新たに一例見出した。また、②について、神経チャネル病のうち、反復発作性運動失調症（EA）1型（KCNA１遺伝子）と2型（CACNA1A遺伝子）の発現実験に必要なクローンを作成した。また、筋チャネル病であるSCN４A遺伝子やKCNJ2遺伝子に関する系を用いて、③膜発現定量化の解析手法の最適化をすすめた。

神经肌肉通道疾病是由于在神经元和骨骼肌细胞中表达的离子通道异常引起的疾病的一般术语。当发生在编码离子通道的基因中突变时，这是一种遗传性疾病。由于这是一种罕见的疾病，因此关于神经肌肉通道疾病的医学研究主要是通过对个人遗传分析的遗传分析和由于发现的遗传变化引起的突变通道的功能分析的临床报道。另一方面，仍然存在许多不清楚的观点，例如，即使在同一家族中患者之间，具有相同遗传改变的患者在年龄和表型中也可能有所不同。此外，即使确定了遗传变化，遗传变化是一种新的突变，也需要时间来分析电生理功能以确认致病性。这项研究旨在建立一个基础，该基础将改善神经肌肉通道疾病的诊断管道并阐明基因型 - 表型相关性，从而提高神经肌肉通道疾病的诊断率，从而提高，进而发展出新的治疗剂。具体而言，该计划将通过以下步骤进行：1）神经肌肉通道疾病患者的临床症状和遗传分析，2）使用转座子系统培养的通道复合物的培养细胞表达，3）量化突变通道中功能丧失（基于染料的膜靶标测定）的功能丧失，以及4）功能分析的功能分析的功能量化（4）。在2014财年，我们发现了日本Cacna1a基因突变引起的神经通道疾病的新临床诊断和遗传诊断。此外，在神经光渠道疾病中，关于②的②②，对于复发性阵发性共济失调（EA）1型（KCNA1基因）和2型（CACNA1A基因）的表达实验所需的克隆。此外，我们建议使用与肌肉通道疾病的SCN4A和KCNJ2基因有关的系统优化用于膜表达定量的分析方法。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Functional analysis of voltage-gated ion channels with voltage sensor mutations in channelopathies.

通道病中电压传感器突变的电压门控离子通道的功能分析。

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shibano M;Kubota T;Kokubun N;Miyaji Y;Kuriki H;Ito Y;Hamanoue H;Takahashi MP.;Tomoya Kubota
通讯作者：
Tomoya Kubota

Hyperkalemic periodic paralysis associated with a novel missense variant located in the inner pore of Nav1.4.

高钾性周期性麻痹与位于 Nav1.4 内孔的新型错义变异相关。

DOI：
10.1016/j.braindev.2022.12.003
发表时间：
2023
期刊：
Brain Dev.
影响因子：
0
作者：
Segawa K;Nishiyama M;Mori I;Kubota T;Takahashi MP.
通讯作者：
Takahashi MP.

Optical measurement of gating pore currents in hypokalemic periodic paralysis model cells.

DOI：
10.1242/dmm.049704
发表时间：
2023-06-01
期刊：
Disease models & mechanisms
影响因子：
4.3
作者：
通讯作者：

Cy3-based membrane protein targeting assay for quantitative evaluation of membrane expression efficacy of ion channels

基于 Cy3 的膜蛋白靶向测定用于定量评估离子通道的膜表达功效

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Reina Yamamoto;Kosuke Yamauchi;Satoe Takahashi;Aono Fukumoto;Mizuki Yamamoto;Masanori P. Takahashi;Kazuaki Homma;Tomoya Kubota
通讯作者：
Tomoya Kubota

Northwestern University(米国)

西北大学（美国）