環状20番染色体におけるてんかん原因遺伝子の解明

阐明 20 号环状染色体上的癫痫致病基因

• 批准号: 13035044
• 负责人: 猪子 英俊
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13035044/
• 关键词: 遺伝子; 脳神経系; ゲノム; てんかん; ヒト20番染色体; 環状染色体; テロメア; FISH

我々は特定のてんかん症例で観察される環状染色体の形成機構とてんかん発症の原因を明らかにするために、染色体の組み換え過程において生じる欠損領域をPAC/BACクローンをプローブとした蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)法により検索した。その結果、FISH解析によって検出されるような広範囲な欠損領域がなく、環状染色体を形成した後にも長腕と短腕の末端領域とテロメア配列が保存されていることが明らかになった。この結果はてんかんの原因となる遺伝要因が、環状染色体の形成による特定遺伝子の再編成ではなく、染色体の末端構造が消失したことによる末端領域の遺伝子発現の変化であること強く示唆している。ヒト第20番染色体における染色体構造の変化と遺伝子発現の関係は、まだ不明であるが、テロメア構造の遺伝子の発現への影響として、テロメア近傍の遺伝子発現が抑制される現象が知られている。また、第20番染色体の両末端領域に位置する遺伝子を検索したところ、長腕の末端には、中枢神経系で働くと考えられる遺伝子が複数存在していた。しかしながら、現段階では、テロメア構造による遺伝子発現の抑制機構に支配されている領域を特定することが出来ないため、てんかんの原因となる候補遺伝子は明らかではない。今後の取り組みとしては、末端部の結合を誘導する患者特異的な塩基配列の同定と染色体の末端構造の変化と遺伝子発現の関係を解析したいと考えている。染色体の構造変化は、環状染色体に存在するテロメア由来の配列では、通常の末端にある場合と異なり、テロメア結合タンパクとの結合が消失するので、結合タンパクの免疫染色によって検出可能である。また、培養細胞を用いて特定の末端構造を消失させる系を開発できれば、遺伝子発現への影響が明らかになり、てんかん原因遺伝子の特定が可能となるであろう。

为了阐明在特定癫痫病例中观察到的环状染色体的形成机制以及癫痫发作的原因，我们利用PAC/BAC克隆作为探针进行荧光原位杂交，以检测染色体重组过程中出现的缺陷区域。使用 FISH 方法进行。结果显示，FISH分析未发现大范围的缺失区域，并且即使在环状染色体形成后，长短臂末端区域和端粒序列也得以保留。这些结果有力地表明，导致癫痫的遗传因素并不是由于环状染色体的形成而导致的特定基因的重排，而是由于染色体末端结构的丢失而导致末端区域基因表达的变化。尽管人类20号染色体染色体结构变化与基因表达之间的关系尚不清楚，但已知端粒附近的基因表达由于端粒结构对基因表达的影响而受到抑制。此外，对位于 20 号染色体两个末端区域的基因的搜索表明，长臂末端有多个基因被认为在中枢神经系统中发挥作用。然而，现阶段还无法确定基于端粒结构的基因表达抑制机制所控制的区域，因此导致癫痫的候选基因尚不清楚。作为未来的努力，我们希望识别诱导末端连接的患者特异性核苷酸序列，并分析染色体末端结构变化与基因表达之间的关系。染色体的结构变化可以通过结合蛋白的免疫染色来检测，因为环状染色体中存在的端粒衍生序列失去了与端粒结合蛋白的结合，这与它们正常末端的序列不同。此外，如果我们能够开发出一种使用培养细胞消除特定末端结构的系统，那么对基因表达的影响将变得清晰，并且将有可能识别导致癫痫的基因。

项目成果

Abi-Rached L et al.: "Evidence of en bloc duplication in vertebrate genomes"Nature Genetics. 31. 100-105 (2002)

Abi-Rached L 等人：“脊椎动物基因组中整体复制的证据”《自然遗传学》。

Dunn S et al.: "The association between HLA-A alleles and young Alu dimorphisms near HLA-J, -H and-F genes in Workshop cell lins and Japanese and Ausralian populations"J Mol Evol. 5. 1-9 (2002)

Dunn S 等人：“Workshop 细胞 lins 以及日本和澳大利亚群体中 HLA-A 等位基因与 HLA-J、-H 和 -F 基因附近的年轻 Alu 二态性之间的关联”J Mol Evol。

Ota M et al.: "A second susceptibility gene for developing rheumatoid arthritis in the human MHC is localized within a 70-kb interval telomeric of the TNF genes in the HLA class lll region"Genomics. 71. 263-270 (2001)

Ota M 等人：“人类 MHC 中发生类风湿性关节炎的第二个易感基因位于 HLA III 类区域中 TNF 基因的 70-kb 间隔端粒内”Genomics。

Tanaka S et al.: "Corticosteroid-responsive Diabetes mellitus associated with autoimmune pancreatitis : Pathological examination of the endocrine and exocrine pancreas"Ann NY Acad Sci. 958. 152-159 (2002)

Tanaka S 等人：“与自身免疫性胰腺炎相关的皮质类固醇反应性糖尿病：内分泌和外分泌胰腺的病理检查”Ann NY Acad Sci。

Morishima Y et al.: "The clinical significance of human leukocyte antigen (HLA) allele compatibility in patients receiving a marrow transplant from serologically HLA-A, HLA-B, and HLA-DR matched unrelated donors"Blood. 11. 4200-4206 (2002)

Morishima Y 等人：“接受血清学 HLA-A、HLA-B 和 HLA-DR 匹配的无关供体骨髓移植的患者中，人类白细胞抗原 (HLA) 等位基因相容性的临床意义”血液。