広報活動

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2016年3月15日

理化学研究所
横浜市立大学
東北大学

軸性脊椎骨幹端異形成症の原因遺伝子を発見

-網膜色素変性症、骨系統疾患の発症機構解明や新治療法の開発に道-

軸性脊椎骨幹端異形成症の病像

図 軸性脊椎骨幹端異形成症の病像

「軸性脊椎骨幹端異形成症」は、網膜色素変性症と骨格の形成異常が特徴の遺伝性の難病です。“軸性”の名は、主に体の軸の部分(体幹部)に病変が見られることからきています。この病気に罹患すると、肋骨の短縮による胸郭の狭小化や変形、脊椎の変形、骨盤の発達障害、四肢関節の異常などさまざまな骨格異常をきたします。網膜の視細胞が変性するため多くが幼児期に視力を失い、胸郭変形による痛み、呼吸障害、股関節異常、歩行障害などの症状が患者を苦しめています。そのため、発症原因の解明や予防・治療法の早期の確立が求められています。

理研の研究者を中心とした共同研究グループは、骨系統疾患の医療・研究のためのネットワーク「骨系統疾患コンソーシアム」と、海外6カ国の研究者・医師らの協力を得て、軸性脊椎骨幹端異形成症の患者とその両親のデータおよびDNAを、合計9家系・13例収集しました。これらを高速・大量にDNA配列を解析できる次世代シーケンサーにかけて、ゲノム中のタンパク質を含む領域(エクソン領域)を包括的に解析しました。その結果、6つの家系で「C21orf2」という遺伝子の変異を5種類発見しました。

この5種類の変異のうち、3種類はタンパク質を構成するアミノ酸の配列異変を起こす変異で、2種類が遺伝子のエクソン領域だけを残してエクソン同士を連結するスプライシングという反応に関係する塩基の変異でした。これらについて、変異のプログラムを用いて評価したところ、すべての変異がC21orf2タンパク質の機能に障害をもたらすと予測されました。一方、最近の研究でC21orf2遺伝子が繊毛の機能に関係することが明らかになっていました。そこで、網膜でのC21orf2タンパク質の局在を調べたところ、視細胞の結合繊毛に存在することを発見しました。また、ヒト培養軟骨細胞のC21orf2遺伝子を欠損させた実験で、同遺伝子が軟骨の分化に重要な役割を果たすことも分かりました。

今回、C21orf2遺伝子という原因遺伝子を発見したことにより、軸性脊椎骨幹端異形成症の遺伝子診断、保因者診断が可能になりました。また、今後、同遺伝子の機能解析が進めば、軸性脊椎骨幹端異形成症だけでなく、それに類する網膜の変性疾患や骨格異常症などに有効な治療法の開発につながると考えられます。

理化学研究所
統合生命医科学研究センター 骨関節疾患研究チーム
チームリーダー 池川 志郎 (いけがわ しろう)