京都大学0048新制・課程博士博士(医学)甲第19625号医博第4132号新制||医||1015(附属図書館)32661京都大学大学院医学研究科医学専攻(主査)教授 高田 穣, 教授 松田 文彦, 教授 小泉 昭夫学位規則第4条第1項該当Doctor of Medical ScienceKyoto UniversityDFA

Oda, Hirotsugu

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TitleAicardi-Goutieres Syndrome is Caused by IFIH1 Mutations(Abstract_要旨 )Author(s)Oda, HirotsuguCitationKyoto University (京都大学)Issue Date2016-03-23URL https://doi.org/10.14989/doctor.k19625RightType Thesis or DissertationTextversionETDKyoto University京都大学 博士（ 医学 ） 氏 名 小田 紘嗣 論文題目 Aicardi-Goutières Syndrome is Caused by IFIH1 Mutations （IFIH1 遺伝子変異はアイカルディ・グティェール症候群の原因となる）  （論文内容の要旨）  Aicardi-Goutières症候群（AGS）は乳児期に発症し①中枢神経症状（発達遅滞、てんかんなど）、②頭蓋内石灰化、③中枢神経炎症所見（髄液細胞数増多、インターフェロン(IFN)-α上昇など）、④TORCH症候群など周産期感染症が証明されないこと、を特徴とする遺伝性脳症である。AGS患者の一部に全身性エリテマトーデス(SLE)などの自己免疫疾患や凍瘡様皮疹を合併する例が存在する。これまでAGSの病態として、細胞内核酸代謝に関与する遺伝子群の機能低下変異により、蓄積した核酸がパターン認識受容体(PRR)に認識され、その結果I型IFNの転写が亢進するという機序が考えられていた。  本研究では本邦にて行ったAGSの全国調査において同定された、既報告遺伝子群に変異を認めない AGS患者3例を対象とした。3例全例が乳児期発症の重症精神運動発達遅滞、中枢神経炎症所見、頭蓋内石灰化、自己抗体産生を呈し、かつ胎内感染が証明されなかったことから AGSの典型例と考えられたが、一方3例ともSLEの診断基準を満たさず、また凍瘡様皮疹を呈さなかった。家系内健常者を陰性対照としたトリオエクソーム解析を行い、3例全例のIFIH1遺伝子にde novo ヘテロミスセンス変異（p.L372F, p.A452T, p.R779H）を同定した。これらの変異はdbSNP、HGVDおよび内部データといった変異データベースに登録を認めなかった。IFIH1がコードする MDA5タンパクは二本鎖 RNA(dsRNA)をリガンドとする細胞質内PRRであり、リガンドとの結合により MDA5が重合することでMAVS重合、IRF3リン酸化を通じてI型IFN転写が亢進し、その結果IFN関連遺伝子(ISGs)の転写亢進が生じるとされる。タンパク質構造の in silico モデリングでは3つの変異アミノ酸残基はMDA5のATP結合ポケット、dsRNAとの接合部位、隣接するMDA5タンパクとの境界面にそれぞれ位置し、これらの変異は様々な機序で疾患発症に関わっていることが示唆された。また実際に患者末梢血単核球のRTqPCRでは7種類のISGsの転写亢進を認め、これは既報告のAGS患者のデータに合致する結果であった。  次に変異の病原性を確認する目的でヒトヘパトーマ由来細胞株Huh7にIFIH1 cDNAを強制発現させ下流のIFNB1遺伝子の転写活性をルシフェラーゼアッセイで測定したところ、3種のAGS患者変異 IFIH1は野生型 IFIH1に比して IFNB1の転写活性を亢進させた。この転写亢進は過去にゲノムワイド関連解析でSLEなどの自己免疫疾患と関連が報告されている p.A946T 変異によるものよりも強かった。さらに変異 MDA5の刺激応答性を検討するため、これら変異IFIH1をIfih1ノックアウトマウス線維芽細胞に強制発現させたのち、MDA5特異的リガンドである脳心筋炎ウイルス(EMCV)を感染させIfnb発現量をRTqPCRで検討した。野生型IFIH1はEMCV依存的にIfnb発現を亢進させたのに対し、AGS患者変異はIfnb発現を亢進させなかった。これは船曳らが報告した SLE腎炎様所見を呈するマウスのMDA5 p.G821S変異の結果と矛盾しないものであり、これらの変異MDA5タンパク質にリガンド応答性が欠如していることを示唆した。  本研究では AGSの新規責任遺伝子としてIFIH1を同定した。核酸の蓄積のみならず PRRの機能獲得変異によってもAGSが生じることが示された。変異MDA5タンパク質がI型IFNを過剰産生する分子機序に関しては、今後さらなる研究が必要であると考えられた。 （論文審査の結果の要旨）  Aicardi-Goutières症候群（AGS）は脳症に加え自己免疫疾患など多彩な表現型を呈する遺伝性疾患である。その病態の本質は I 型インターフェロン(IFN)の過剰産生であり、細胞内核酸代謝に関わる 6種の責任遺伝子が報告される一方で、責任変異が同定されない症例も存在する。本研究では本邦全国調査にて同定された、既報告遺伝子に変異を認めないAGS3家系にエクソーム解析を行い、3例全例にIFIH1遺伝子(MDA5)に新規突然発症のヘテロミスセンス変異を同定した。蛋白質構造の検討では 3 変異は MDA5 の機能上重要な位置に存在し、変異が蛋白質機能に影響を与えうる可能性が考えられた。また患者末梢血単核球において IFN関連遺伝子の発現亢進を認め、I型IFN過剰産生が示唆された。変異MDA5は無刺激下で IFNB1 転写を恒常的活性化させる一方、特異的リガンドである EMCV 刺激に反応せず、IFN過剰産生は外因性リガンド非影響下に生じると考えられた。これらはIfih1機能獲得変異に伴い SLE 類似の表現型を示すマウスの既報告と一致し、変異 MDA5 蛋白質の活性化機序の考察に際し示唆に富む結果と考えられた。  以上の結果から本研究はIFIH1をAGSの新規責任遺伝子として同定した。以上の研究はAGSの病態機序の解明に貢献し、自己免疫疾患発症におけるMDA5の役割の理解に寄与するところが多い。したがって、本論文は博士（ 医学 ）の学位論文として価値あるものと認める。  なお、本学位授与申請者は、平成２８年３月２日実施の論文内容とそれに関連した試問を受け、合格と認められたものである。  要旨公開可能日：      年   月   日 以降 

IFIH1遺伝子変異はアイカルディ・グティェール症候群の原因となる

https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/215451/1/yigak04132.pdf

IFIH1遺伝子変異はアイカルディ・グティェール症候群の原因となる

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