JP5608863B2 - 新生児期〜乳児期発症の難治性てんかんの検出方法 - Google Patents
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Description
(1) 野生型STXBP1中のaa84のバリンがアスパラギン酸になる変異
(2) 野生型STXBP1中のaa180のシステインがチロシンになる変異
(3) 野生型STXBP1中のaa443のメチオニンがアルギニンになる変異
(4) 野生型STXBP1中のaa544のグリシンがアスパラギン酸になる変異
(1) aa84がバリンからアスパラギン酸になる変異(251ntがtからaに変異)
(2) aa180がシステインからチロシンになる変異(539ntがgからaになる変異)
(3) aa443がメチオニンからアルギニンになる変異(1328ntがtからgになる変異)
(4) aa544がグリシンからアスパラギン酸になる変異(1631ntがgからaになる変異)
対象生体から細胞を採取し、染色体標本試料を調製する。STXBP1遺伝子領域と特異的にハイブリダイズするDNAを標識してプローブを作製し、該プローブを上記染色体標本とハイブリダイズさせる。プローブからのシグナルの有無を調べることにより、STXBP1遺伝子の欠失を検出することができる。DNAの標識は、特に限定されないが、通常、ラジオアイソトープ又は蛍光色素(Cy5、Cy3、FITC等)を用いて行なわれ、蛍光色素がより一般的に用いられている。蛍光標識プローブを用いる場合、この手法はFISH法と呼ばれる。STXBP1遺伝子領域と特異的にハイブリダイズするDNAプローブは、当業者であれば、配列表の配列番号65に示すSTXBP1遺伝子ゲノム配列を参照して容易に調製することができる。具体的には、例えば配列番号65中の所望の領域を増幅できるプライマーを調製し、正常なSTXBP1遺伝子を含むゲノムDNAを鋳型としてPCRを行なうことにより、プローブに用いるDNAを得ることができる。また、下記実施例に記載されるように、STXBP1遺伝子領域を含むBACクローン等のクローンを標識してプローブとして用いることもできる。ヒトゲノムDNAを含むBACクローン等のクローンは市販もされており、入手は容易である。プローブに用いるDNAは、STXBP1遺伝子のコード領域の全領域をカバーするものであってもよいし、コード領域の一部のみをカバーするものであってもよい。
対象生体から得たゲノムDNA試料を任意の制限酵素で切断後、アガロースゲル等で電気泳動し、メンブレンにDNAを転写する。このメンブレン上で、STXBP1遺伝子領域と特異的にハイブリダイズするDNAを標識して調製したDNAプローブをハイブリダイズさせる。検出されるバンドの有無を調べることにより、STXBP1遺伝子の欠失を検出することができる。また、例えば点変異のような変異であっても、制限酵素部位に変化を生じる変異である場合には、検出されるバンドのサイズが変化するため、該方法で検出し得る。プローブの標識は、特に限定されないが、通常、ラジオアイソトープやジゴキシゲニン等のハプテンを用いて行なわれる。ここでプローブとして用いるDNAの調製方法等は(ア)における説明と同様である。
de novoで生じる点変異等の突然変異は通常ヘテロ接合体の形で見られるため、ゲノムDNA試料を熱変性後に再会合させることにより、正常型DNAと変異DNAとがハイブリダイズしたヘテロ二本鎖が生じる。ヘテロ二本鎖は、(1)非変性ポリアクリルアミドゲル中で異なる移動度を示す、(2)ミスマッチ部分の塩基は化学物質や酵素による切断を受けやすい、(3)変性の際に異なる変性温度を示す、といった特性を有する。これらの特性を利用してヘテロ二本鎖を検出する方法がこの分野において公知であり、変異の検査方法として実用化もされている。具体的には、例えば、変性高速液体クロマトグラフィー(dHPLC)を用いてヘテロ二本鎖を検出する方法や、下記実施例に具体的に記載されるHigh Resolution Melt法が知られている。High Resolution Melt法とは、二本鎖DNAに高密度で結合する蛍光色素(SYTO(登録商標)9, LC Green(登録商標), EvaGreen(商標)等)を用いて、二本鎖DNAの融解(熱変性)の過程を蛍光強度の変化としてとらえ、ヘテロ二本鎖を検出する方法である。すなわち、二本鎖DNAに高密度で結合する蛍光色素を用いて二本鎖DNAを染色すると、該二本鎖DNAを融解(熱変性)させたとき、二本鎖が解離した部位から蛍光色素が脱落するため、二本鎖DNAからの蛍光シグナルの量が減少する。従って、そのような蛍光色素を用いることで、二本鎖DNAの熱変性の過程を蛍光強度の変化として視覚的にとらえることができる。温度−蛍光のデータを高密度で取得し解析することで、ヘテロ二本鎖の検出を迅速に高感度で行うことができる。本発明においても、正常型STXBP1を発現できないポリヌクレオチドが存在するか否かを調べる手法として、これらの公知の方法を用いることができる。ヘテロ二本鎖を検出するこれらの方法は、点変異を検出する方法として特に好ましい方法である。本発明においてHigh Resolution Melt法を用いる場合には、使用するプライマーは、当業者であれば配列番号45〜64又は配列番号65に示す塩基配列を参照して容易に調製可能であり、例えば下記実施例で用いられている配列番号5〜44に示される塩基配列から成るプライマーを好ましく用いることができる。
遺伝子変異を詳細に調べるためには、塩基配列の解析を行なうことが望ましい。対象生体ゲノムDNA上のSTXBP1遺伝子の塩基配列を決定し、これを野生型STXBP1遺伝子配列と比較することにより、変異を詳細に同定できる。決定した塩基配列は、例えばSeqScape (登録商標) 等の公知のソフトウェアを用いて解析することにより、変異の検出やプロファイリングを容易に行うことができる。
全ゲノム解析用の4200個のBACクローンを搭載したアレイを用いたCGH(comparative genomic hybridization)法により、乳児期に難治性てんかんを発症した女児患者(患者1)について染色体異常の解析を行なった。患者又は健常者から得た末梢血白血球よりゲノムDNAを採取し、(1)患者DNAをCy5標識し健常者DNAをCy3標識(CGH1)、(2)患者DNAをCy3標識し健常者DNAをCy5標識(CGH2)の2通りでプローブを調製した。これらのプローブを用いて本願発明者らの研究室で作成した4200BACアレイCGHを行い、GenePix4000B(AXON社製)でスキャン後、GenePixPro6.0(AXON社製)で数値化を行い、常法により解析を行なった。その結果、図1Aに示す通り、該患者1において第9番染色体の9q33.3-q34.11の領域にかけて微細欠失があることが判明した。
上記欠失領域には脳で発現している遺伝子が複数あったが、そのうち、シンタキシン結合タンパク質1(syntaxin binding protein 1; STXBP1、別名Munc18-1、GeneBankアクセッション番号NM_003165(バリアント1)、NM_001032221(バリアント2))を候補遺伝子として、新生児〜乳児期発症の難治性てんかん患者58名で以下のとおり変異解析を行った。
次に我々は、患者で見られたSTXBP1変異の生物学的意義について、マウス神経芽細胞腫であるNeuroblastoma 2A細胞に対する一過性発現系を用いて検討を行った。STXBP1は可溶性蛋白であり、そのアミノ酸配列中に局在シグナルを有していない(Schutz, D., et al., A dual function for Munc-18 in exocytosis of PC12 cells. Eur J Neurosci, 2005. 21(9): p. 2419-32.)。蛍光蛋白であるEGFP蛋白とSTXBP1のキメラ蛋白を作成し、GFPの蛍光をもとに細胞内局在を検討したところ、予想通り核と細胞膜を除く細胞内への分布が認められた(図3)。興味深いことに、患者で認められた4種類の変異についてそれぞれ変異蛋白を作成したところ、一部の細胞で細胞質内での変異蛋白の凝集が認められた(図3)。このことから、新生児〜乳児期発症の難治性てんかん患者で認められた変異は蛋白の安定性を低下させ、結果として凝集を引き起こすことが強く示唆された。
Claims (2)
- 生体から分離した試料に対して行なう方法であって、STXBP1遺伝子が欠失しているか否か及び/又は下記の少なくともいずれかの変異を有する異常型STXBP1をコードする遺伝子が存在するか否かを調べることを含む、新生児期〜乳児期発症の難治性てんかんの検出を補助する方法。
(1) 野生型STXBP1中のaa84のバリンがアスパラギン酸になる変異
(2) 野生型STXBP1中のaa180のシステインがチロシンになる変異
(3) 野生型STXBP1中のaa443のメチオニンがアルギニンになる変異
(4) 野生型STXBP1中のaa544のグリシンがアスパラギン酸になる変異 - 前記試料がゲノムDNAである請求項1記載の方法。
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