ADGRG1

Cortical dysplasia, complex, with other brain malformations 14A, (bilateral frontoparietal) （CDCBM14A）皮質異形成症、複雑、他の脳奇形を伴う、14A　606854 AR　3　
Cortical dysplasia, complex, with other brain malformations 14B, (bilateral perisylvian) 615752 3　

ADGRG1は以前はGPR56と呼ばれていました。GPR56は、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）の一つで、接着GPCRファミリーに属します。このファミリーのメンバーは、接着タンパク質に似た非常に大きなN末端領域を特徴としています。GPR56のこの部分は、細胞間の接着や細胞とその周囲の環境との相互作用に関与しています。

GPR56は特に、造血幹細胞や神経前駆細胞に発現していることが知られています。これらの細胞は、血液細胞や神経系の発達において重要な役割を果たします。Paavolaらによる研究では、GPR56が大脳皮質の発生やその他の組織の発達において重要な役割を担っている可能性が示唆されています。

GPR56の機能には、多能性細胞（様々なタイプの細胞に分化できる細胞）のアイデンティティの維持や調節も含まれていると考えられています。これは、細胞が特定の細胞種に特化する過程や、組織が正しく形成される過程に影響を及ぼす可能性があります。

GPR56のこれらの役割は、細胞生物学、神経生物学、および再生医学の分野において重要な意味を持ち、特に神経発達障害や他の疾患の研究において注目されています。

GPR56としても知られるADGRG1遺伝子は、7つの膜貫通ドメインを持ち、その配列に基づいて複数のクラスに分類されるGPCR（Gタンパク質共役受容体）の一種です。HE6、CD97、EMR1、BAI1など、いくつかのオーファンGPRは、セクレチン様受容体（クラスB GPR）に似た膜貫通領域を持ちつつも、N末端領域に独特のシステインボックスとムチン様ドメインを含んでいます。

Liuら（1999）は縮退プライマーを用いてヒトのcDNAから新規のレセプターを発見し、これをGPR56と命名しました。この693アミノ酸から成るGPR56タンパク質は、他の4つのクラスB様オーファン受容体と26〜32%の配列同一性を持ち、7つの膜貫通ドメインとN末端のムチン様ドメインとシステインボックスを含んでいます。ノーザンブロット解析により、GPR56遺伝子は多くの組織で発現しており、特に甲状腺での発現が顕著であることが明らかにされました。また、in situハイブリダイゼーションによって、GPR56がヒト甲状腺の立方上皮細胞で特異的に発現していることが確認されました。

Zendmanら（1999）は、メラノーマ細胞株の転移能との関連でGPR56 cDNAを特定し、この遺伝子をTM7XN1（7-transmembrane protein with no EGF-like N-terminal domains-1）と名付けました。このタンパク質は687アミノ酸を含み、EGF様ドメインを欠いています。RT-PCRとノーザンブロット解析では、TM7XN1の発現がメラノーマ細胞株の転移能と逆相関していることが示されました。

Kimら（2010）によるデータベースとゲノム配列の解析から、GPR56の13エクソンコード領域におけるalternative splicingが同定されました。これにより、全長の693アミノ酸タンパク質に加え、4つの変異体が生産されます。変異体1は、第一膜貫通ドメインの後の6アミノ酸欠損を有し、変異体2はさらに5アミノ酸を含む692アミノ酸のタンパク質をコードします。変異体3は細胞外ドメインの170アミノ酸を欠き、変異体4はフレームシフトを含む518アミノ酸のタンパク質をコードします。

Baeら（2014）は、ヒトGPR56には少なくとも17の代替転写開始部位があり、それぞれが異なる非コード第1エクソンから始まることを発見しました。これらの開始部位は、エクソン3から始まるコード配列を持つmRNAの転写を促進するとされています。ヒトGPR56は約80のスプライスバリアントを産生する可能性があり、21の成人ヒト組織のRT-PCR解析から、異なる発現プロファイルが明らかにされました。ヒトGPR56の多様な代替ファーストエクソンと比較して、マウスのGpr56には5つのファーストエクソンしかないことが発見されました。

GPR56遺伝子の構造に関する研究は、その複雑さと多様性を明らかにしています。異なる研究者による発見をまとめると以下のようになります。

Piaoら（2004年）: GPR56遺伝子は約15kbの長さを持ち、14のエクソンを含んでいます。この遺伝子は3kbのオープンリーディングフレーム（ORF）を持ち、エクソン1はノンコーディング、つまりタンパク質をコードしない領域です。

Kimら（2010年）: この研究では、GPR56遺伝子には13のコーディングエキソンがあると報告されています。2番目と10番目のエクソンは代替スプライシングされ、3番目のエクソンには代替翻訳開始部位が含まれていることが明らかにされました。

Baeら（2014年）: GPR56遺伝子は17の代替転写開始部位を持ち、それぞれが非コードの第1エキソンで表されることが発見されました。エクソン1aから1mは既存の非コードエクソン1の5プライム側に位置し、エクソン1nから1pは非コードエクソン2と翻訳開始部位を含むエクソン3の間に位置しています。終止コドンはエクソン15にあります。また、各代替的な最初のエキソンの前には上流の制御エレメントが存在する可能性が示唆されています。

これらの発見は、GPR56遺伝子が複数の異なる転写形態を持ち、タンパク質の多様性に寄与していることを示しています。このような複雑な遺伝子構造は、GPR56が持つ様々な機能や細胞タイプに特有の発現パターンに重要な影響を与える可能性があります。

Piaoら（2004年）の研究では、GPR56が脳の発達過程で特に大脳皮質脳室帯と脳室下帯の神経前駆細胞において優先的に発現していることを発見しました。これは、大脳皮質の神経細胞の形成において重要な役割を果たしていることを示唆しています。成体マウスの脳では、Gpr56の発現は主に白質に見られ、一部の脳領域で神経新生が行われる部位でより強く発現していました。一方で、ヒトGPR56は心臓や腎臓など多様な組織でも発現しています。

Xuら（2006年）の研究では、GPR56が高度に転移するヒト黒色腫細胞株の腫瘍においてダウンレギュレートされていることが明らかになり、GPR56の発現が腫瘍の成長と転移に影響を与える可能性が示されました。GPR56は組織トランスグルタミナーゼ（TGM2）と特異的に結合し、この相互作用が腫瘍の抑制に関わっていると考えられます。

Kimら（2010）は、GPR56の異なるスプライスバリアントが細胞内の複数のシグナル伝達経路に影響を及ぼすことを示しました。これは、GPR56が細胞の様々な機能に影響を与える可能性があることを示しています。

Chiangら（2011）の研究では、GPR56が小胞体で自己タンパク質分解を受け、それによってαサブユニット（接着エクトドメイン）とβサブユニット（シグナル伝達部分）に分割されることが示されました。この自己タンパク質分解は、GPR56の正常な機能に必要です。

Paavolaら（2011）は、GPR56のN末端が受容体の残りの部分から切断されるが、7TM領域と非共有結合的に結合し続けることを発見しました。彼らは、GPR56のN末端が受容体活性を制御する可能性があることを示唆しました。

最後に、Baeら（2014）は、GPR56のスプライスバリアントがマウスとヒトで非常に多様であること、そしてこれが大脳皮質の発達と機能に影響を与える可能性があることを発見しました。

これらの研究から、GPR56が神経発生、腫瘍の成長と転移、細胞シグナル伝達、および大脳皮質の発達と機能に重要な役割を果たしていることがわかります。

Liuらの1999年の研究では、GPR56遺伝子の染色体上の位置を特定するために複数の手法が使用されました。まず、FISH（蛍光in situハイブリダイゼーション）という技術を用いて、染色体上の特定の領域にGPR56遺伝子が存在することを確認しました。FISHは、特定のDNA領域に特異的に結合する蛍光標識プローブを使用して、染色体上の特定の遺伝子やDNA配列の位置を視覚的に識別する方法です。

次に、放射線ハイブリッドパネル分析を行いました。これは、異なる種（通常はヒトとマウス）の細胞を融合させ、放射線で破壊された染色体の断片がどのように再組み立てされるかを研究する方法です。この手法を用いることで、GPR56遺伝子が特定の染色体領域に位置していることが確認されました。

さらに、既にマッピングされたクローンへのGPR56遺伝子の組み込みによっても、その位置を特定しました。これは、既知の遺伝的マーカーや遺伝子が含まれる既存のDNAクローンを使用して、新たな遺伝子の位置を特定する方法です。

最終的に、これらの手法を通じて、LiuらはGPR56遺伝子がヒトの染色体16q13に位置していることを特定しました。また、種間戻し交配分析を用いて、マウスのGpr56遺伝子が染色体8の遠位領域にあり、ヒトの16q13と相同性を共有するセグメントに位置していることも明らかにしました。種間戻し交配分析は、異なる種の染色体間で遺伝子の位置がどのように保存されているかを調べる手法です。

複雑皮質形成異常14A（CDCBM14A）

Piaoら（2004年）: 12家族でCDCBM14Aを持つ患者から、GPR56遺伝子に8つの異なるホモ接合性の変異（スプライス部位、フレームシフト、ミスセンス変異）が同定されました。これらのミスセンス変異は、GPR56の細胞外部分に影響を与え、タンパク質の細胞外N末端や膜貫通ドメイン間の細胞外ループに位置していました。

Chiangら（2011年）: CDCBM14Aに関連するミスセンス変異は、受容体表面発現の減少、自己タンパク分解の喪失、リガンドとの相互作用の不能など、様々なメカニズムで障害を引き起こすことがin vitro研究によって示されました。変異は受容体のコンフォメーション変化や膜サブドメインの分布に影響を与え、細胞内シグナル伝達に障害をもたらすことが示唆されました。

Luoら（2011年）: イエメン人の両親から生まれた6歳半の男児で、ADGRG1遺伝子のホモ接合ミスセンス変異（E496K）が同定されました。この変異は、GPR56のタンパク質分解切断には影響を与えないが、GPR56(C)レベルの減少を引き起こし、変異タンパク質が不安定である可能性が示唆されました。

Santos-Silvaら（2015年）: ポルトガルの両親から生まれた5歳の男児で、ADGRG1遺伝子のホモ接合性ナンセンス変異（R271X）が同定されました。この変異は、患者の両親にはヘテロ接合状態で存在していました。患者はCDCBM14Aの古典的特徴に加えて温水てんかんを発症しました。

Zulfiqarら（2021年）: パキスタンの近親者家族からの5人の患者で、ADGRG1遺伝子にホモ接合性のフレームシフト変異が同定されました。この変異は病原性であることが予測されました。

Jhaら（2022年）: 南インドの両親から生まれた8歳の男児で、ADGRG1遺伝子に複合ヘテロ接合性の変異が同定されました。この変異は、家族内で疾患と分離したことが示されました。

これらの研究は、GPR56遺伝子の変異がCDCBM14Aの発症にどのように関与しているかを示しており、この複雑な神経発達障害の理解を深める上で重要です。

ALELIC VARIANTS ( 14 の選択された例)　Clinvarはこちら

.0001 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1、ivs9、g-c、+3
他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を持つ3人の子供を持つ近親のパレスチナ人家族において、Piaoら（2004）は、GPR56遺伝子のイントロン9の+3位で、GからCに変化するホモ接合性のスプライシング変異を同定した。この変異は、同じ村の2番目の家族（血統2）でも認められ、両親と子供2人が罹患していた。

.0002 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, ex5, g-c, -1
パキスタンの他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）の非血族家系において、Piaoら（2004）はGPR56遺伝子のエクソン5の-1位にホモ接合性のスプライス部位変異を同定し、そこでGからCへのトランスバージョンが生じた。

.0003 皮質形成異常、複雑、その他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1、7-bp欠失、nt739
他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を持つ2人の子供を持つインドのグジャラート地方の非血縁者家族において、Piaoら（2004）はGPR56遺伝子のヌクレオチド739から746までの7bp欠失（c.739_746delCAGGACC）のホモ接合性を同定した。この変異は、血縁関係にあるパキスタン人家族（血統6）および血縁関係にあるパシュトゥーン系アフガン人家族（血統7）でも同定された。SNP解析の結果、全患者がGPR56遺伝子座内の6つのSNPマーカーの対立遺伝子を共有していたことから、共通の創始者変異であることが示唆された。グジャラート州とアフガニスタンはともにパキスタンと国境を接しており、アフガニスタンの多くの部族はもともとインド出身である。したがって、これら3つの血統に共通する祖先の突然変異はもっともらしいが、相当な人口（2億人以上）と歴史を通じて維持された創始者突然変異を示唆している。

.0004 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, arg38trp
他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を持つ2人の子供を持つカタールの近親家族において、Piaoら（2004）は、GPR56遺伝子のヌクレオチド112（c.112C-T）におけるホモ接合性のC-T転移を同定し、コドン38（R38W）におけるarg-trp置換をもたらした。

.0005 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, cys346ser
他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を有する2つの独立した近親のパレスチナ人家族において、Piaoら（2004）は、GPR56遺伝子のヌクレオチド1036（c.1036T-A）においてホモ接合性のT-A変換を同定し、コドン346（C346S）においてシステインからセリンへの置換をもたらした。1家族には2人の罹患児がおり、もう1家族には1人の罹患児がいた。すべての症例において、罹患者はミスセンス変異のホモ接合体であった。

.0006 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, arg565trp
他の脳奇形を伴う複雑皮質異形成-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を有するベドウィン人の大血統家系において、Piaoら（2004）は、GPR56遺伝子のホモ接合性c.1693C-T転移を同定し、arg565-trp（R565W）置換をもたらした。この血統は互いに遠い血縁関係にある2つの核家族から構成されており、1番目の家族の2人の罹患者は両親の血縁が第一であり、2番目の家族の1人の罹患者は両親の血縁が第二であり、正確な関係は不明であった。

Parriniら（2009）は、血縁関係のある両親から生まれたCDCBM14Aのイタリア人男児（患者1）において、ADGRG1タンパク質の第2細胞外ループにホモ接合性のR565W変異を同定した。この変異はエクソン12に存在し、家族内でこの疾患と分離していた。この患者はPiaoら(2005)によって患者16としても報告されている。

Luoら（2011）は、R565W変異がタンパク質分解切断後のGPR56(C)に位置していることを指摘した。R565W変異を導入したHEK293細胞では、GPR56のタンパク質分解切断は影響を受けなかったが、GPR56(C)レベルの減少が見られ、変異タンパク質が不安定である可能性が示唆された。GPR56(N)のレベルはコントロールと同様であったが、グリコシル化が減少していた。

.0007 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, cys91ser
Piaoら(2004)は、血縁関係にあるアラビア人家族の他の脳奇形を伴う複雑皮質形成異常症-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）の子供において、GPR56遺伝子のヌクレオチド272（c.272G-C）にGからCへの転座のホモ接合性を同定し、コドン91にシステインからセリンへの置換（C91S）をもたらした。両親はいとこ同士であった。

.0008 その他の脳奇形を伴う皮質形成異常、複合型 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, tyr88cys
Piaoら（2004）は、非血縁のフランス系カナダ人家族の他の脳奇形を伴う複雑皮質形成不全-14A（両側前頭頂部）（CDCBM14A; 606854）の2人の子供において、GPR56遺伝子のヌクレオチド263（c.263A-G）におけるAからGへの転移のホモ接合性を同定し、コドン88（Y88C）におけるチロシンからシステインへの置換をもたらした。

.0009 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14b（両側シルビウス周囲）
adgrg1、15bpの欠損、エクソン1m上流144bp
他の脳奇形を伴う複雑皮質形成不全-14B（CDCBM14B；615752）の3家系5人（トルコ人1人、アイルランド系アメリカ人2人）において、Bae et al. (2014)は、GPR56非コードエキソン1m(e1m)のシス制御エレメント(chr16:56,230,778-56,230,841, NCBI36)内の2つのタンデム15bp反復のうちの1つの欠失のホモ接合性を同定した。タンデムリピートはe1mの転写開始点から144bp上流に存在する。Baeら（2014）は、15bpの欠失により、野生型と比較して転写因子RFX1（600006）とRFX3（601337）の結合が60～70％低下することを示した。

.0010 皮質形成異常、複雑、その他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, glu496lys
イエメン人の両親から生まれた6.5歳の男児で、他の脳奇形を伴う複雑皮質形成異常-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）において、Luoら（2011）はホモ接合性のc.1486G-A転移を同定した。 Luoら（2011）は、ADGRG1遺伝子のc.1486G-A転移（c.1486G-A, NM_005682）を同定し、第3膜貫通ドメインの高度に保存された残基にglu496からlys（E496K）への置換をもたらした。罹患していない両親はヘテロ接合体であり、常染色体劣性遺伝が確認された。GPR56（ADGRG1）はGタンパク質共役型受容体のタンパク質分解部位を介する過程を経て、GPR56(N)とGPR56(C)の2つの断片となる。E496K変異はGPR56(C)に位置している。この変異を導入したHEK293細胞を調べたところ、GPR56のタンパク質分解切断は影響を受けなかったが、GPR56(C)のレベルは減少していた。このことから、変異タンパク質は不安定であり、細胞表面にはコントロールと比較して微量のGPR56(C)しか存在しない可能性が示唆された。GPR56(N)のレベルはコントロールと同様であったが、グリコシル化が減少していた。

.0011 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, arg271ter
血縁関係のないポルトガルの両親から生まれた、他の脳奇形を伴う複雑な皮質形成異常-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A；606854）を有する5歳の男児において、Santos-Silvaら（2015）は、ADGRG1遺伝子のエクソン6におけるホモ接合性のc.811C-T転移を同定し、その結果、最初の細胞外領域においてarg271からter（R271X）への置換が生じた。この変異は全ゲノム配列決定により発見され、罹患していない両親にはヘテロ接合状態で存在した。この変異体の機能研究および患者細胞の研究は行われなかった。この患者は、本疾患の古典的特徴に加えて、温水てんかんを発症した。

.0012 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, 1-bp dup, 1601t
他の脳奇形を伴う複雑皮質形成異常-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A; 606854）を有するパキスタンの血縁家族の患者5人において、Zulfiqarら（2021）はホモ接合性の1-bp重複（c.1601 dupT, NM_005682）は、ADGRG1遺伝子のエクソン13において、第4膜貫通ドメインのフレームシフトと早期終止（Ala535GlyfsTer17）をもたらした。この変異は全ゲノム配列決定によって発見され、サンガー配列決定によって確認された。この変異はgnomADデータベースには存在しなかった。この変異体の機能研究および患者細胞の研究は行われていないが、病原性であることが予測された。

.0013 皮質形成異常、複雑、他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1, pro70leu
血縁関係のない南インドの両親から生まれた、他の脳奇形を伴う複雑皮質形成異常-14A（両側前頭頭頂部）（CDCBM14A；606854）の8歳の男児において、Jhaら（2022）はADGRG1遺伝子の複合ヘテロ接合体変異を同定した：エクソン4のc.209 エクソン4におけるc.209のC-T転移はpro70からleuへの置換（P70L）をもたらし、エクソン8における1bpの重複（c.1010dupT；604110.0014）はフレームシフトと早期終結（Gln338ThrfsTer13）をもたらした。この変異は標的エクソーム配列決定により発見され、家族内ではこの疾患と分離していた。変異体の機能研究および患者細胞の研究は行われなかった。

.0014 皮質形成異常，複雑，その他の脳奇形を伴う 14a（両側前頭頭頂部）
adgrg1、1-bp重複、1010t
Jhaら(2022)による、他の脳奇形を伴う複雑皮質形成異常-14A（両側前頭頭頂部）(CDCBM14A; 606854)の患者において複合ヘテロ接合状態で見つかった、フレームシフトと早期終止（Gln338ThrfsTer13）をもたらすADGRG1遺伝子のエクソン8における1-bp重複（c.1010dupT）については、604110.0013を参照のこと。

www.omim.org/entry/604110