CRADD

RAIDD
RIP-associated ICH1/CED3-homologous protein with death domain
CASPASE AND RIP ADAPTOR WITH DEATH DOMAIN

CRADD遺伝子は、カスパーゼリクルートメントドメイン (CARD)を含むアダプタータンパク質、特にカスパーゼ-2の活性化に関与するタンパク質をコードしています。この遺伝子によってコードされるタンパク質は、アポトーシス、すなわちプログラムされた細胞死の過程を開始するために必要です。

カスパーゼ-2は、アポトーシスを引き起こすカスパーゼファミリーの一員であり、細胞内の損傷やストレスに反応して活性化されます。CRADDタンパク質は、カスパーゼ-2の活性化を助けるために必要なアダプタータンパク質として機能します。このプロセスでは、CRADDのCARDドメインがカスパーゼ-2のCARDドメインと相互作用し、カスパーゼ-2を含む複合体の形成を促進します。この複合体の形成は、カスパーゼ-2の自己切断と活性化、そして最終的にはアポトーシスの実行につながります。

CRADDとカスパーゼ-2の相互作用は、細胞がDNA損傷や細胞周期異常などのストレスシグナルに適切に反応できるようにするために重要です。このメカニズムは、がん細胞の抑制や感染細胞の除去など、生物の健康維持において中心的な役割を果たしています。

Di Donatoらによる2016年の要約では、CRADD遺伝子とそのコードするタンパク質のアポトーシスにおける役割についての理解が深まっています。CRADD遺伝子の機能不全や異常は、アポトーシス過程の障害や疾患の発生に関連している可能性があり、これらの知見は新たな治療標的の同定に寄与することが期待されます。

Intellectual developmental disorder, autosomal recessive 34, with variant lissencephaly　常染色体劣性知的発達障害34滑脳症バリアント 614499 AR　3　

DuanとDixit（1997年）による研究では、カスパーゼと細胞死のシグナル伝達経路を結びつけるアダプター分子RAIDDの発見が報告されました。RAIDDは、カスパーゼファミリーの一員であるICH1（CASP2）のプロドメインと相同性を持つN末端ドメイン（NTD）と、RIPに見られるデスドメイン（DD）を含む199アミノ酸のタンパク質です。この構造は、RAIDDがICH1と結合し、死のシグナル伝達経路において重要な役割を果たすことを示唆しています。特に、RAIDDのN末端ドメインはRAIDDとICH1の結合を媒介し、RAIDDのデスドメインはRIPとの特異的な結合を可能にします。しかし、RAIDDはFASやTNFR1、FADD、TRADDといった他のデスドメインを含むレセプターやアダプター分子とは結合しないことが明らかにされました。

共沈降実験により、RAIDDはTNFR1シグナル伝達複合体において、RIPとTRADDの存在下でTNFR1と複合体を形成し、ICH1をシグナル伝達複合体にリクルートする役割を担っていることが示されました。この機能は、RAIDDが細胞死の誘導において中心的な役割を果たすことを意味します。さらに、RAIDDの過剰発現は哺乳動物細胞においてアポトーシスを誘導することが観察され、これはRAIDDが細胞死経路の重要な調節因子であることを示しています。

一方、Ahmadら（1997年）による研究でも同様のcDNAがクローニングされ、CRADDと命名されました。CRADDは、RIPおよびCASP2と特異的に相互作用することがin vitro結合研究を通じて明らかにされました。これらの相互作用は、RAIDD/CRADDがカスパーゼファミリーの中で特にCASP2とRIPと関連するシグナル伝達経路においてアダプター分子として機能することを示しています。

RAIDD/CRADDの発現はユビキタスであり、1.35kbのmRNAとして検出されました。この広範な発現パターンは、RAIDD/CRADDがさまざまな細胞タイプにおけるアポトーシス誘導に普遍的に関与していることを示しています。これらの発見は、細胞死の調節におけるアダプター分子の重要性と、カスパーゼファミリーとシグナル伝達経路の間の複雑な相互作用を浮き彫りにしています。

HorvatとMedrano（1998）は、突然変異「高成長」（hg）を持つマウスで欠失している10番染色体の領域に関する研究を行い、この欠失領域が約500kbに及び、マウスのRaidd遺伝子を含んでいることを発見しました。Raidd遺伝子は、細胞のアポトーシス（プログラムされた細胞死）に関与する重要な分子の一つです。この発見は、マウスにおけるRaidd遺伝子の位置を特定し、特定の遺伝子欠損がマウスの成長にどのように影響するかを理解するのに役立ちます。

さらに、彼らは放射線ハイブリッドパネルの解析を用いて、ヒトのRAIDD遺伝子を12q21.33-q23.1の位置にマッピングしました。この結果は、ヒトゲノムにおけるRAIDD遺伝子の正確な位置を特定することに成功し、ヒトとマウスの遺伝子マッピングの相違と類似点を明らかにすることに寄与しています。ヒトにおけるこの遺伝子の位置情報は、遺伝的疾患やその他の生物学的プロセスにおけるRAIDD遺伝子の機能をさらに解明するための基盤となります。

CRADD遺伝子は、デスドメイン（DD）モチーフを持つタンパク質をコードしており、そのタンパク質はアポトーシス（細胞のプログラムされた死）の促進に関与する重要な役割を果たします。このタンパク質は、カスパーゼ2/ICH1を腫瘍壊死因子受容体1（TNFR1A）とRIPK1/RIPキナーゼを含む細胞死シグナル伝達複合体にリクルートすることで、アポトーシスを促進します。これらの機能は、デスドメイン結合活性、プロテアーゼ結合活性、タンパク質-高分子アダプター活性を通じて行われます。

CRADD遺伝子は、DNA損傷応答、細胞周期の停止、アポトーシスシグナル伝達経路、機械的刺激への細胞応答など、複数の重要な生物学的過程に関与しています。これは、エンドペプチダーゼ複合体においても機能し、常染色体劣性知的発達障害に関与することが示されています。

CRADD遺伝子の変異は認知障害と関連があると報告されており、関連する偽遺伝子が第3染色体に存在します。また、バリアントスプライシングにより、この遺伝子からは複数の転写産物が生じる可能性があります。

これらの特性は、この遺伝子が細胞の生死を制御する複雑なメカニズムに深く組み込まれていることを示しており、細胞の生存、分裂、死に関する重要な洞察を提供します。特に、このタンパク質の機能不全や変異が、特定の疾患や障害の発生にどのように寄与するかを理解することは、新たな治療法の開発につながる可能性があります。
TinelとTschopp（2004年）の研究は、細胞のアポトーシス（プログラムされた細胞死）メカニズムにおける重要な遺伝子の機能に光を当てています。彼らは、カスパーゼ-2の活性化が、p53遺伝子によって発現が誘導されるデスドメイン含有タンパク質であるPIDDと、アダプタータンパク質であるRAIDDを含む複合体を介して起こることを示しました。この発見は、細胞がDNA損傷やその他の遺伝毒性刺激にどのように応答するかについての理解を深めます。

p53は、細胞周期の停止、DNA修復、そして細胞死を誘導することによって、細胞の遺伝子の損傷に対する主要な応答を調節するタンパク質です。PIDDの発現の増加により、カスパーゼ-2は自発的に活性化され、これが遺伝毒性刺激によるアポトーシスへの感受性を高めることが明らかにされました。カスパーゼはアポトーシスを実行する一連のプロテアーゼであり、その活性化は細胞死の重要なステップです。

TinelとTschoppは、PIDDとカスパーゼ-2が形成する複合体が、p53を介したアポトーシスで機能し、遺伝毒によって誘導される細胞死を制御している可能性が高いと結論づけました。これにより、細胞がDNA損傷から回復できない場合には、この経路がアポトーシスを促進して細胞を除去することで、損傷した細胞ががん細胞へと進行するのを防ぐ役割を果たしていることが示唆されます。

この研究は、アポトーシスの分子メカニズムと、細胞が遺伝毒性ストレスにどのように対処するかに関する知識を拡大します。また、がんなどの疾患におけるp53、PIDD、カスパーゼ-2の機能や相互作用を理解する上での基盤を提供し、将来的には新たな治療標的の同定につながる可能性があります。

Puffenbergerら（2012年）は、常染色体劣性知的発達障害-34（MRT34）と滑脳症を伴うメノナイト集団の5人の患者から、CRADD遺伝子のG128Rというホモ接合性ミスセンス変異（603454.0001）を同定しました。この研究で、203人のメノナイト対照群から7人のヘテロ接合体保因者が見つかり、集団特異的対立遺伝子頻度は1.72％であることが明らかにされました。ただし、正しい集団特異的対立遺伝子頻度のデータは論文の表4に記載されており、本文中のデータには誤りがあったと指摘されています。

Di Donatoら（2016年）は、同じペンシルバニア・メノナイト集団からの滑脳症を持つ2人のきょうだいにおいても、CRADD遺伝子の同じホモ接合性G128R変異を同定しました。この変異は全ゲノム配列決定によって発見されました。さらに、滑脳症の「薄い」バリアントを持つ18人の患者から、2つの非血縁家族の3人の患者にホモ接合ミスセンス変異（603454.0002-603454.0003）、および1人の患者にミスセンス変異（603454.0004）とCRADD遺伝子を含む12q22の欠失の複合ヘテロ接合体が同定されました。

In vitroでの機能発現研究により、G128R変異のみが不安定なタンパク質をもたらし、PIDD結合を低下させることが示されました。その他の変異はPIDDやCASP2結合を破壊せず、変異タンパク質の量を減少させなかったものの、これらの変異タンパク質は神経細胞でCASP2を活性化できず、アポトーシスを誘導できませんでした。野生型CRADDは神経細胞で細胞死を誘導しました。これらの所見は、変異がアポトーシスの低下を引き起こし、観察された皮質の奇形が神経細胞の移動障害ではなく、アポトーシスの低下によるものであることを示唆しています。Di Donatoらは、CRADD/CASP2複合体が哺乳類の脳発達におけるシナプス可塑性と皮質構造に重要な役割を果たしていると結論付けました。さらに、既知の滑脳症関連遺伝子の変異が除外された別の148人の滑脳症患者における標的パネルシークエンシングで追加のCRADD変異は見つかりませんでした。

Pollaら（2019年）の研究では、フィンランド人のMRT34（精神運動遅延34型）患者22人を含む15家族において、CRADD遺伝子のR170H変異（603454.0003）のホモ接合性が同定されました。この変異は、Di Donatoら（2016年）によって以前にフィンランド人女性のMRT34患者で同定されていました。フィンランド人集団におけるこの対立遺伝子の頻度は0.59％と報告されており、これはフィンランド人以外のヨーロッパ人集団における頻度（0.01％）と比較して著しく高いです。特にフィンランドの東部と北部の地域では、このバリアントの頻度が1.25％にも上ることが指摘されました。

罹患したフィンランド人家族の系図を調査した結果、祖父母の50％がフィンランド北東部出身であることが判明し、この事実は創始者効果を示唆しています。創始者効果とは、小さな集団が新しい地域に移住し、その集団の遺伝的特徴が後の世代に強く影響を与える現象です。フィンランド人集団におけるCRADD遺伝子のR170H変異の高頻度は、特定の地理的・遺伝的背景を持つ人々の間で遺伝的特徴が強化されるという創始者効果の典型的な例と言えます。このような集団遺伝学的アプローチは、特定の遺伝的変異が集団内でどのように分布しているかを理解するのに役立ち、遺伝子疾患の研究や診断に重要な情報を提供します。

Di Donatoら（2016年）の研究では、Cradd-nullマウスが脳と頭部の肥大を示していることが観察されましたが、大脳皮質の層構造は正常であったと報告されています。さらに、これらのマウスの約26％がてんかん発作を経験したことが示されました。この研究は、Cradd遺伝子の欠損が脳の発達にどのように影響するか、また、てんかん発作の発症にどのように関与するかを理解する上で重要な洞察を提供します。Cradd遺伝子は、細胞死や脳の発達における重要な役割を果たすことが知られており、この遺伝子の機能不全が脳の肥大やてんかん発作のリスクの増加にどのように寄与するかを明らかにすることは、神経発達障害やてんかんの治療法の開発に寄与する可能性があります。

アレリックバリアント（4例）：Clinvarはこちら

.0001 知的発達障害、常染色体劣性34歳、滑脳症のバリアントあり
CRADD, GLY128ARG (rs387906861)
Puffenbergerら(2012)は、常染色体劣性知的発達障害-34 変異型滑脳症(MRT34; 614499)の5人のMennonite患者において、CRADD遺伝子のホモ接合性382G-C転座を同定し、その結果、CRADD死滅ドメインの高度に保存された残基において、gly128-to-arg(G128R)置換が生じた。この変異は、ホモ接合性マッピングとエクソーム配列決定によって発見された。この変異のヘテロ接合体保因者が203のメノナイトの対照検体から7人発見され、集団特異的対立遺伝子頻度は1.72％であった。(Puffenberger(2012)は、正しい集団特異的対立遺伝子頻度データが表4に掲載されていると述べているが、本文中の対応するデータは誤りである)。G128R変異を持つマウスCraddを過剰発現させると、正常なタンパク質が核と細胞質に局在した。しかし、野生型Pidd（605247）と共発現させると、変異型G128R Craddは、核におけるCradd発現が相対的に失われ、大きな細胞質凝集塊を形成した。この結果から、G128R変異はCRADDデスドメインの相互作用面の1つを変化させ、PIDDデスドメインとの親和性を低下させていることが示唆された。

滑脳症を伴うMRT34を持つ2人のメノナイト姉妹（LR04-101家系）において、Di Donatoら（2016）は、Puffenbergerら（2012）によってメノナイト家系（LR15-293）で同定されたのと同じCRADD遺伝子のc.382G-C転座（rs387906861）のホモ接合性を同定した。全エクソーム配列決定により発見されたこの変異は、ExACデータベースでは低い頻度（0.000008）で存在した。

.0002 知的発達障害、常染色体劣性遺伝34、滑脳症バリアントを伴う
CRADD, ARG170CYS
変型滑脳症（MRT34; 614499）を伴う知的発達障害-34のトルコの近血家族（LR05-279）の2人の兄弟において、Di Donatoら（2016）は、CRADD遺伝子におけるホモ接合性のc.508C-T転移（c.508C-T, NM_003805.3）を同定し、その結果、デスドメインの高度に保存された残基においてarg170-to-cys（R170C）置換が生じた。サンガー配列決定により発見されたこの変異は、ExACデータベースでは低い頻度（0.0000083）で存在した。

.0003 知的発達障害、常染色体劣性遺伝34、滑脳症バリアントを伴う
CRADD、ARG170HIS（rs141179774）
滑脳症（MRT34；614499）を伴う知的発達障害-34の51歳のフィンランド人女性（LR00-150）において、Di Donatoら（2016）は、CRADD遺伝子におけるホモ接合性のc.509G-A転移（rs141179774）を同定し、その結果、デスドメインの高度に保存された残基においてarg170からhis（R170H）への置換が生じた。サンガー配列決定により発見されたこの変異は、ExACデータベースの全人口（0.0005277）だけでなく、ヨーロッパ（フィンランド）集団（0.006665）にも低い頻度で存在した。

フィンランドの15家族のMRT34患者22人において、Pollaら（2019年）はR170H変異のホモ接合性を同定した。著者らは、フィンランド人集団における対立遺伝子頻度は0.59％であり、フィンランド人以外のヨーロッパ人集団のそれ（0.01％）よりも大幅に高かったと述べている。バリアント頻度はフィンランドの東部と北部ではさらに高かった（1.25％）。罹患したフィンランド人家族の系図を調査したところ、祖父母の50％がフィンランド北東部出身であることが判明し、創始者効果が示唆された。

.0004 常染色体劣性34歳知的発達障害、滑脳症バリアントあり
CRADD, PHE164CYS (rs370916968)
滑脳症（MRT34；614499）を伴う知的発達障害-34の西ヨーロッパ出身の18歳の男性（LR02-006）において、Di Donatoら（2016）は、c.491の複合ヘテロ接合を同定した。 CRADD遺伝子のT-Gトランスバージョン（rs370916968）は、デスドメインの高度に保存された残基のphe164-to-cys（F164C）置換をもたらし、CRADD遺伝子を含む染色体12q22の3.07-MB欠失（chr12:92,443,579_95,515,465, GRCh38）をもたらした。この点変異はサンガー配列決定により発見されたが、ExACデータベースでは低頻度（0.00002496）であった。

https://www.omim.org/entry/603454