リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「Frequent intragenic microdeletions of elastin in familial supravalvular aortic stenosis」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。
リケラボ

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

Frequent intragenic microdeletions of elastin in familial supravalvular aortic stenosis

Hayano, Satoshi 早野, 聡 名古屋大学

2020.01.07

概要

【緒言】
　大動脈弁上狭窄症（SVAS; Supravalvular aortic stenosis）は、25, 000出生に1人が発症する稀な先天性心疾患であり、上行大動脈の狭窄により左室負荷を生じ心不全に至る。SVASの30～50％は、特異顔貌や精神遅滞を伴い、7q11.23の微小欠失を原因とするWilliams-Beuren症候群（WBS）に合併することが知られている。一方でこの症候群の症状を伴わず、常染色体優性遺伝を示す、家族性SVASという疾患が1964年にEisenbergらによって報告されている。連鎖解析などの遺伝子解析手法が発展すると、家族性SVAS症例の解析を通して、WBSの原因となる7q11.2領域に含まれるELN(Elastin)がSVASの原因遺伝子として有力視されるようになった。2000年代に入ると多数のSVAS症例に対してELN遺伝子解析がなされ、病的変異が同定されてきたが、約半数の症例では病的変異が同定されておらず、SVASの原因がELN遺伝子だけで説明可能か否かは不明である。我々は全エクソーム解析（WES; Whole Exome Analysis）を用いて、コピー数解析を含む網羅的遺伝子解析を行い、SVASの遺伝学的背景を明らかにすることを試みた。

【対象と方法】
検体収集
　常染色体優性遺伝を示し、WBSの特徴が無いか、FISH法で7q11.23微小欠失が否定された、家族性SVASの7家系について遺伝子解析を実施した。全血または唾液からDNAを抽出した。本研究は名古屋大学医学部生命倫理審査委員会の承認を得て行った（承認番号：2015-0032）。

WES
　SureSelect Human All Exon V5 (Agillent Technologies, CA)を用いてDNA中のエクソーム増幅を行い、HiSeq 2500 platform (Illumina, CA)で測定した。得られた配列データはBurrows-Wheeler Aligner(BWA)を用いて参照配列(UCSC build hg19)にアライメントした。Picard toolsを用いてPCR Duplicateを除去した。変異はVarScan2を用いてアリル頻度>0.20をカットオフとしてコールした。ANNOVARとIn-houseのスクリプトを用いて、コールした変異に頻度情報などのアノテーションを付与した。サンプル毎の全エクソーム平均カバレッジ深度は111.14（90.68～127.66）で、検出された変異数は23, 534個～25, 920個だった。

変異解析
　米国臨床遺伝学会ガイドラインに則って、検出された変異の病原性を検討した。ESP6500、1000 Genomes Project、ExAC、HGVDおよびIn-houseデータベースにおいて、マイナーアレル頻度>1%の高頻度変異は除外した。病原性が高いと思われる変異（例：ナンセンス変異、フレームシフト挿入または欠失、スプライスサイト変異）について、ABI PRISM 3130xL (Applied Biosystems, Foster City, CA)シーケンサーにてサンガー法を行い、家系内での共分離を確認した。

コピー数多型(CNV; Copy Number Variant)解析
　正常コントロールを用いて正規化した、各エクソンのリード数を比較することによってCNV解析を行った。正規化したリード数が-3S.D．未満または3S.D.を超えるエクソンをCNV候補として抽出した。欠失が疑われた症例についてはMLPA; Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification法を用いて家系内の共分離を確認した。プローブはELN遺伝子中の10エクソンを含む（エクソン1, 3, 4, 6, 9, 16, 20, 26, 27, 33）、SALSA MLPA probe mix P029-WBS probemix (MRC Hollland, Netherlands)を用いた。解析にはCoffalyser (MRC Holland)ソフトウェアを用いた。

【結果】
　常染色体優性遺伝の家族性SVAS7家系に対して、WESを用いた遺伝子変異解析・CNV解析を実施した（図1）。3家系において、ELN遺伝子に病的なヘテロ変異が同定された（家系A：c.370delT, p.Ser124Leufs*13、家系B：c.572-1G>A、家系C：c.218_219insTG, p.Gly74Valfs*49）。これら3家系において、検体が入手できた家族について、サンガー法で共分離を確認した。また、別の3家系において、ELN遺伝子内に微小欠失が同定された（家系E：エクソン33、家系F：エクソン6-33、家系G：エクソン1-5）（図2）。これら3家系において、検体が入手できた家族についてMLPA法で共分離を確認した（図3）。残る家系Dの発端者（D:Ⅱ-1）についてWESとMLPAを実施したが、病的な変異やコピー数異常は同定されなかった。

【考察】
　常染色体優性遺伝の家族性SVAS7家系において、ELN遺伝子において、3家系で病的な新規点変異、3家系で新規微小欠失が同定された。これらの結果により、従来原因不明とされてきた家族性SVASの約半数の原因が、ELN遺伝子の微小欠失であることが示唆された。この知見はSVASの病態におけるELN遺伝子の重要性を強調するものである。
　本研究において同定されたELN遺伝子の微小欠失は、既存のWBSの診断に用いられるFISHプローブでは同定されないものであった。家族性SVASの原因として微小欠失の報告はこれまでに殆ど無い。従って、本疾患の遺伝子検査にあたっては、サンガー法による変異の解析のみならず、MLPA法やarray-CGH法などを用いてELN遺伝子内の微小欠失を検索することが必要であると思われた。
　本研究において同定されたELN遺伝子の点変異は、解析した家族の殆どにおいて共分離が確認された。同定された点変異は、全て配列の途中で終止コドンを生じる病原性の高い短縮型変異であった。家族性SVASに関する既報でも、ナンセンス変異依存mRNA分解機構を介したELN遺伝子のmRNA産生低下が報告されている。
　WBSにおいてELN遺伝子の片アリル欠損が生じていることから、SVASの主要な病態はELN遺伝子のハプロ不全とされている。一方でELN遺伝子の片アリルが欠損しているWBSにおいても、心血管病変の重症度には大きな幅や不完全な浸透率がみられる。ELN遺伝子変異と表現型に大きな変動が見られる原因については、明確な説明はなされていない。原因不明症例を含む更に多数のSVAS患者コホートにおいて遺伝子解析を行うことで、SVASの分子病態が明らかになることが期待される。

【結論】
　常染色体優性遺伝の家族性SVAS7家系において、3家系において新規の微小欠失が同定された。本疾患の遺伝子検査では、サンガー法による変異の解析のみならず、MLPA法やArray-CGH法などの定量的な方法を実施するべきである。

論文の公開元へ

この論文で使われている画像

関連論文

関連論文をもっと見る

参考文献

[1] A.K. Ewart, C.A. Morris, G.J. Ensing, J. Loker, C. Moore, M. Leppert, et al., A human vascular disorder, supravalvular aortic stenosis, maps to chromosome 7, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 90 (1993) 3226–3230.

[2] A.J. Beuren, C. Schulze, P. Eberle, D. Harmjanz, J. Apitz, The syndrome of supravalvular aortic stenosis, peripheral pulmonary stenosis, mental retardation and similar facial appearance, Am. J. Cardiol. 13 (1964) 471–483.

[3] R. Eisenberg, D. Young, B. Jacobson, A. Boito, Familial supravalvular aortic stenosis, Am. J. Dis. Child. 108 (1964) 341–347.

[4] J.C. Williams, B.G. Barratt-Boyes, J.B. Lowe, Supravalvular aortic stenosis, Circulation 24 (1961) 1311–1318.

[5] B.R. Pober, Williams–Beuren syndrome, N. Engl. J. Med. 362 (2010) 239–252.

[6] J.M.Z.J. Frieland-Little, R.J. Gajarski, Aortic stenosis, in: H.D.S.R. Allen, D.J. Penny, T.F. Feltes, F. Cetta (Eds.), Moss & Adams Heart Disease in Infants, Children, and Adoles- cents: Including the Fetus and Young Adult, 9th edWolters Kluwer, Philadelphia 2016, pp. 1085–1105.

[7] D.Y. Li, A.E. Toland, B.B. Boak, D.L. Atkinson, G.J. Ensing, C.A. Morris, et al., Elastin point mutations cause an obstructive vascular disease, supravalvular aortic stenosis, Hum. Mol. Genet. 6 (1997) 1021–1028.

[8] T.M. Olson, V.V. Michels, Z. Urban, K. Csiszar, A.M. Christiano, D.J. Driscoll, et al., A 30 kb deletion within the elastin gene results in familial supravalvular aortic stenosis, Hum. Mol. Genet. 4 (1995) 1677–1679.

[9] A.K. Ewart, W. Jin, D. Atkinson, C.A. Morris, M.T. Keating, Supravalvular aortic stenosis associated with a deletion disrupting the elastin gene, J. Clin. Invest. 93 (1994) 1071–1077.

[10] M.E. Curran, D.L. Atkinson, A.K. Ewart, C.A. Morris, M.F. Leppert, M.T. Keating, The elastin gene is disrupted by a translocation associated with supravalvular aortic stenosis, Cell 73 (1993) 159–168.

[11] A.M. Jelsig, Z. Urban, V. Hucthagowder, H. Nissen, L.B. Ousager, Novel ELN mutation in a family with supravalvular aortic stenosis and intracranial aneurysm, Eur. J. Med. Genet. 60 (2017) 110–113.

[12] A. Jakob, S. Unger, R. Arnold, J. Grohmann, C. Kraus, C. Schlensak, et al., A family with a new elastin gene mutation: broad clinical spectrum, including sudden cardiac death, Cardiol. Young 21 (2011) 62–65.

[13] J. Katumba-Lunyenya, Two generations of identical twins with ELN deletion, BMJ Case Rep. 2009 (2009) (bcr06.2008.0036).

[14] M. Martin, S. Secades, A.M. Plasencia, M.L. Rodriguez, C. Corros, A. Garcia-Campos, et al., Supravalvular aortic stenosis as a non-syndromic familial disease. Relevance of familial screening, Int. J. Cardiol. 172 (2014) 511–512.

[15] G.M. Blue, E.P. Kirk, E. Giannoulatou, S.L. Dunwoodie, J.W. Ho, D.C. Hilton, et al., Targeted next-generation sequencing identifies pathogenic variants in familial congenital heart disease, J. Am. Coll. Cardiol. 64 (2014) 2498–2506.

[16] T.M. Olson, V.V. Michels, N.M. Lindor, G.M. Pastores, J.L. Weber, D.J. Schaid, et al., Autosomal dominant supravalvular aortic stenosis: localization to chromosome 7, Hum. Mol. Genet. 2 (1993) 869–873.

[17] Z. Urbán, V.V. Michels, S.N. Thibodeau, E.C. Davis, J.-P. Bonnefont, A. Munnich, et al., Isolated supravalvular aortic stenosis: functional haploinsufficiency of the elastin gene as a result of nonsense-mediated decay, Hum. Genet. 106 (2000) 577–588.

[18] D.Y. Li, G. Faury, D.G. Taylor, E.C. Davis, W.A. Boyle, R.P. Mecham, et al., Novel arterial pathology in mice and humans hemizygous for elastin, J. Clin. Invest. 102 (1998) 1783–1787.

[19] D.Y. Li, B. Brooke, E.C. Davis, R.P. Mecham, L.K. Sorensen, B.B. Boak, et al., Elastin is an essential determinant of arterial morphogenesis, Nature 393 (1998) 276–280.

[20] K. Metcalfe, A.K. Rucka, L. Smoot, G. Hofstadler, G. Tuzler, P. McKeown, et al., Elastin: mutational spectrum in supravalvular aortic stenosis, Eur. J. Hum. Genet. 8 (2000) 955–963.

[21] L. Micale, M.G. Turturo, C. Fusco, B. Augello, L.A. Jurado, C. Izzi, et al., Identification and characterization of seven novel mutations of elastin gene in a cohort of patients affected by supravalvular aortic stenosis, Eur. J. Hum. Genet. 18 (2010) 317–323.

[22] H. Muramatsu, Y. Okuno, K. Yoshida, Y. Shiraishi, S. Doisaki, A. Narita, et al., Clinical utility of next-generation sequencing for inherited bone marrow failure syndromes, Genet. Med. 19 (2017) 796–802.

[23] H. Li, R. Durbin, Fast and accurate short read alignment with burrows-wheeler transform, Bioinformatics 25 (2009) 1754–1760.

[24] D.C. Koboldt, Q. Zhang, D.E. Larson, D. Shen, M.D. McLellan, L. Lin, et al., VarScan 2: so- matic mutation and copy number alteration discovery in cancer by exome sequencing, Genome Res. 22 (2012) 568–576.

[25] K. Wang, M. Li, H. Hakonarson, ANNOVAR: functional annotation of genetic variants from high-throughput sequencing data, Nucleic Acids Res. 38 (2010) e164.

[26] S. Richards, N. Aziz, S. Bale, D. Bick, S. Das, J. Gastier-Foster, et al., Standards and guide- lines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology, Genet. Med. 17 (2015) 405–424.

[27] Exome Variant Server, NHLBI GO Exome Sequencing Project (ESP). Seattle, WA, http://evs.gs.washington.edu/EVS/, Accessed date: 22 August 2017.

[28] C. Genomes Project, A. Auton, L.D. Brooks, R.M. Durbin, E.P. Garrison, H.M. Kang, et al., A global reference for human genetic variation, Nature 526 (2015) 68–74.

[29] M. Lek, K. Karczewski, E. Minikel, K. Samocha, E. Banks, T. Fennell, et al., Analysis of protein-coding genetic variation in 60,706 humans, bioRxiv, 2015.

[30] K. Higasa, N. Miyake, J. Yoshimura, K. Okamura, T. Niihori, H. Saitsu, et al., Human ge- netic variation database, a reference database of genetic variations in the Japanese population, J. Hum. Genet. 61 (2016) 547–553.

[31] J.J. Louw, G. Verleden, M. Gewillig, K. Devriendt, Haploinsufficiency of elastin gene may lead to familial cardiopathy and pulmonary emphysema, Am. J. Med. Genet. A 158a (2012) 2053–2054.

[32] X. Ge, Y. Ren, O. Bartulos, M.Y. Lee, Z. Yue, K.Y. Kim, et al., Modeling supravalvular aortic stenosis syndrome with human induced pluripotent stem cells, Circulation 126 (2012) 1695–1704.

[33] S. Park, E.J. Seo, H.W. Yoo, Y. Kim, Novel mutations in the human elastin gene (ELN) causing isolated supravalvular aortic stenosis, Int. J. Mol. Med. 18 (2006) 329–332.

[34] L. Rodriguez-Revenga, C. Badenas, A. Carrio, M. Mila, Elastin mutation screening in a group of patients affected by vascular abnormalities, Pediatr. Cardiol. 26 (2005) 827–831.

[35] Z. Urban, S. Riazi, T.L. Seidl, J. Katahira, L.B. Smoot, D. Chitayat, et al., Connection be- tween elastin haploinsufficiency and increased cell proliferation in patients with supravalvular aortic stenosis and Williams-Beuren syndrome, Am. J. Hum. Genet. 71 (2002) 30–44.

[36] J. Dedic, A.S. Weiss, J. Katahira, B. Yu, R.J. Trent, Z. Urban, A novel elastin gene muta- tion (1281delC) in a family with supravalvular aortic stenosis: a mutation cluster within exon 20, Hum. Mutat. 17 (2001) 81.

[37] T. Boeckel, A. Dierks, A. Vergopoulos, S. Bahring, H. Knoblauch, B. Muller-Myhsok, et al., A new mutation in the elastin gene causing supravalvular aortic stenosis, Am. J. Cardiol. 83 (1999) 1141–1143 (a9–10).

[38] M. Tassabehji, K. Metcalfe, D. Donnai, J. Hurst, W. Reardon, M. Burch, et al., Elastin: genomic structure and point mutations in patients with supravalvular aortic stenosis, Hum. Mol. Genet. 6 (1997) 1029–1036.

[39] C. Stamm, I. Friehs, S.Y. Ho, A.M. Moran, R.A. Jonas, P.J. del Nido, Congenital supravalvar aortic stenosis: a simple lesion? Eur. J. Cardiothorac. Surg. 19 (2001) 195–202.

[40] G. Merla, N. Brunetti-Pierri, P. Piccolo, L. Micale, M.N. Loviglio, Supravalvular aortic stenosis: elastin arteriopathy, Circ. Cardiovasc. Genet. 5 (2012) 692–696.

[41] Z. Urban, J. Zhang, E.C. Davis, G.K. Maeda, A. Kumar, H. Stalker, et al., Supravalvular aortic stenosis: genetic and molecular dissection of a complex mutation in the elas- tin gene, Hum. Genet. 109 (2001) 512–520.

[42] L. Li, L. Huang, Y. Luo, X. Huang, S. Lin, Q. Fang, Differing microdeletion aizes and breakpoints in chromosome 7q11.23 in Williams-Beuren syndrome detected by chromosomal microarray analysis, Mol. Syndromol. 6 (2016) 268–275.

[43] A. Wessel, R. Pankau, D. Kececioglu, W. Ruschewski, J.H. Bursch, Three decades of follow-up of aortic and pulmonary vascular lesions in the Williams-Beuren syn- drome, Am. J. Med. Genet. 52 (1994) 297–301.

[44] M. Delio, K. Pope, T. Wang, J. Samanich, C.R. Haldeman-Englert, P. Kaplan, et al., Spectrum of elastin sequence variants and cardiovascular phenotypes in 49 patients with Williams-Beuren syndrome, Am. J. Med. Genet. A 161A (2013) 527–533.

参考文献をもっと見る

全国の大学の
卒論・修論・学位論文
を
一発検索！

この論文の関連論文を見る