遺伝性網膜変性の分子病態の解明

遗传性视网膜变性分子病理学的阐明

基本信息

批准号：
14704044
负责人：
和田裕子
金额：
$ 17.72万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

網膜色素変性に代表される遺伝性網膜変性疾患は、遺伝的異質性に富む疾患である。原因遺伝子は他種類に及び現在まで報告されている原因遺伝子をスクリーニングしてもその一部が解明されているにすぎない。そこで本研究では常染色体優性網膜色素変性に着目し、日本人常染色体優性網膜色素変性96家系に対してすべての原因遺伝子を用いてスクリーニングし日本人患者における遺伝子変異の種類と頻度を同定した。海外ではロドプシン遺伝子変異は常染色体優性網膜色素変性の25%に認められるが日本人では約4%で非常に低頻度である。RP1遺伝子変異も海外では約8%に認められるが日本人では1%で低頻度である。さらに海外でのmutational hot spotsであるロドプシン遺伝子Pro23His、Pro347Leu変異、RP1遺伝子のArg677X変異、IMPDH1遺伝子のAsp226Asn変異は日本人患者ではhot spotsにならないことを証明した。PRPF31,Peripherin/RDS遺伝子、HPRP3遺伝子、IMPDH1遺伝子はほぼ海外と同頻度である。一方、FSCN2遺伝子208deG変異は日本人患者のみに認められ、日本人固有の遺伝子異常であることを証明した。以上のことより、遺伝子変異には人種差が大きく関与し、日本人は固有の遺伝子異常をもつ可能性を示した。我々の遺伝子変異解析の結果と海外からの遺伝子変異の報告をデーターベース化し、日本人患者の主要な遺伝子変異を簡易的にかっ効率的に解析できるシステムを構築した。これにより、一日で解析すべき場所をスクリーニングすることを可能にした。マイクロアレイを用いて、重症度の関与する遺伝子を検討した結果、無発症例1例、発症例4例で2倍以上発現量に差が生じた遺伝子は計15遺伝子、発症例で2倍以上発現が上昇していた遺伝子で9遺伝子、無発症例で2倍以上発現が上昇していた遺伝子は6遺伝子であった。発現量の差が認められた遺伝子は転写因子、ミトコンドリアのエネルギー代謝、血管新生、酸素輸送、グルタミン酸代謝、アポトーシス、細胞の構造、分化に関与する遺伝子である。とくにグルタミン酸代謝、アポトーシス、細胞の構造、分化に関与する遺伝子の発現量のさが大きく、表現型の多様性には原因遺伝子異常のみならず、他の遺伝子の関与が関わっていることが示唆された。

以色素性视网膜炎为代表的遗传性视网膜退行性疾病是一种富含遗传异质性的疾病。还有其他类型的致病基因，即使我们筛选迄今为止报道的致病基因，也只阐明了其中的一部分。因此，在本研究中，我们以常染色体显性遗传色素性视网膜炎为重点，利用所有致病基因对96个常染色体显性遗传性色素性视网膜炎日本家庭进行筛查，以确定日本患者基因突变的类型和频率。在海外，25%的常染色体显性视网膜色素变性病例中发现视紫红质基因突变，但在日本人中，该频率非常低，约为4%。 RP1基因突变在海外也有约8%的人发现，但在日本人中的频率较低，为1%。此外，我们还证明，在海外观察到的突变热点，例如视紫红质基因中的Pro23His和Pro347Leu突变、RP1基因中的Arg677X突变以及IMPDH1基因中的Asp226Asn突变，在日本患者中不会成为热点。 PRPF31、Peripherin/RDS基因、HPRP3基因、IMPDH1基因的频率与其他国家几乎相同。另一方面，FSCN2基因208deG突变仅在日本患者中观察到，证明这是日本人特有的基因异常。上述结果表明，种族差异与基因突变显着相关，日本人可能存在独特的基因异常。我们创建了我们的基因突变分析结果和海外基因突变报告的数据库，并创建了一个可以轻松有效地分析日本患者主要基因突变的系统。这使得一天之内筛选出要分析的位置成为可能。我们利用微阵列检测了与疾病严重程度相关的基因，发现共有15个基因的表达水平是1个无症状病例和4个有症状病例之间差异的两倍以上，其中15个基因的表达量是有症状病例的两倍以上。在有症状的病例中，有 9 个基因的表达增加，而在无症状的病例中，有 6 个基因的表达增加了两倍以上。观察到表达水平差异的基因是转录因子、涉及线粒体能量代谢、血管生成、氧运输、谷氨酸代谢、细胞凋亡、细胞结构和分化的基因。特别是，涉及谷氨酸代谢、细胞凋亡、细胞结构和分化的基因的表达水平很高，表明表型多样性不仅是由于致病基因异常，而且还与其他基因的参与有关。