お知らせ

02/06

2021年2月10日(予定)NHKクローズアップ現代でNIPTに関して放送されます。
当院も取材を受けておりますので是非ご覧下さい。

07/02

週間新潮掲載の記事がヤフーニュースに掲載されました。
2か月ほどで消えるのでスクショを張り付けておきます。
news.yahoo.co.jp/articles/a87aec43a59f8b0c15009b6f64bdf48de9559e27

yahooニュース「新型出生前診断」の拡大で”ビジネス化”加速の懸念 儲けに走るクリニックの手口

07/02

www.dailyshincho.jp/article/2020/07020559/?all=1&page=1

新型出生前診断」の拡大で“ビジネス化”加速の懸念 儲けに走るクリニックの手口

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RBFOX1遺伝子

遺伝子名:  RNA-BINDING FOX1 HOMOLOG 1; RBFOX1
別名: RNA-BINDING PROTEIN FOX1, C. ELEGANS, HOMOLOG OF, 1
ATAXIN 2-BINDING PROTEIN 1; A2BP1
FOX1
HRNBP1
染色体: 16
遺伝子座: 16p13.3
遺伝カテゴリー: Genetic Association-Rare Single Gene variant
関連する疾患:

omim.org/entry/605104

RBFOX1遺伝子の機能

RBFOX1は、mRNA前駆体の(U)GCAUGという要素に結合することで、組織特異的なスプライシングを制御する。RBFOX1は、制御対象となるエクソンのどこに結合するかによって、スプライシングを正にも負にも制御することができる(Fukumura et al.
RBFOX1遺伝子産物は5′-UGCAUGU-3′要素に結合することで、代替スプライシングイベントを制御するRNA結合タンパク質。赤血球生成過程において、組織特異的なエクソンや異なるスプライシングを受けたエクソンの代替スプライシングを制御する。

RBFOX1遺伝子の発現

柴田ら(2000)は、酵母2ハイブリッド解析により、アタキシン2(ATXN2;601517)のC末端に結合するA2BP1を同定した。377 アミノ酸のコード配列には、RNA 結合タンパク質の間で高度に保存されている RNP モチーフが含まれています。A2BP1は、筋肉と脳に主に発現していることがノーザンブロット解析で明らかになっている。また、少なくとも3つのアイソフォームが存在することが確認された。免疫蛍光染色では、A2BP1とataxin-2は共にtrans-golgiネットワークに局在していました。免疫細胞化学により、A2BP1はプルキンエ細胞および歯状神経細胞の細胞質に、ataxin-2の標識と同様の点状パターンで発現していた。また、細胞内フラクションのウェスタンブロット解析では、アタキシン2と同じフラクションにA2BP1が濃縮されていることが示された。柴田ら(2000)は、A2BP1とその関連タンパク質は、RNA結合モチーフを共有する新しい遺伝子ファミリーを形成していると結論づけています。

Martinら(2007)は、A2BP1には4つのアイソフォームが存在することを指摘しています。

Jinら(2003)は、マウスとゼブラフィッシュのA2bp1をクローニングし、Fox1と名付けました。マウス組織のノーザンブロット解析では、心臓、骨格筋、脳にFox1が検出された。発育中のゼブラフィッシュのホールマウントin situハイブリダイゼーションでは、Fox1の発現は筋肉に限定されていた。

Underwoodら(2005)は、免疫蛍光分析を用いて、Fox1とFox2(RBM9; 612149)の両方がマウスの脳に高発現しており、海馬の歯状回とCA3領域の神経細胞が強く染色されていることを示した。小脳と嗅球の両方の神経細胞は、Fox1とFox2のどちらか一方を発現していたが、両方は発現していなかった。Fox1とFox2はともに核内での発現が主であったが、Fox2は細胞質での発現も見られた。

A2BP1タンパク質は、最初にATXN2の結合タンパク質として同定されました(Shibata et al.2000)。ATXN2のポリグルタミン管を拡張すると脊髄小脳失調症-2(SCA2; 183090)になることから、A2BP1は神経機能にも関与していると考えられています。

Jinら(2003)は、ゼブラフィッシュのFox1が、ヒトのミトコンドリアATP合成酵素γサブユニット(ATP5C1; 108729)のイントロン8のGCAUG配列に結合することで、エクソン9の筋肉特異的スキップを促進することを見出した。逆に、Fox1はフィブロネクチン(FN1; 135600)の転写産物にエクソンEIIIBを含めることを促進した。Jinら(2003)は、FOX1がGCAUGを介して組織特異的なスプライシングに正と負の両方の役割を果たしていると結論づけている。

Limら(2006)は、酵母2ハイブリッド法によるスクリーニング、HEK293細胞をトランスフェクトした際のコアフィニティ精製分析、バイオインフォマティクス分析を用いて、23の遺伝性失調症に関与する54のヒトタンパク質の相互作用ネットワークを構築した。また、データベース解析により、遺伝的修飾因子として機能する可能性のある、より遠縁の相互作用タンパク質を含むコアネットワークを拡張した。RBM9、A2BP1、RBPMS(601558)は、ネットワークのメインハブを形成し、ATXN1(601556)を含むいくつかの失調症原因タンパク質と相互作用していた。

Fukumuraら(2007)は、イントロン8に4コピーのGCAUGを含むヒトATP5C1 pre-mRNAを基質として、マウスFox1によるエクソンスキッピングのメカニズムを調べた。Fox1を過剰に発現させると、イントロン9のスプライシングが抑制され、GCAUG要素への結合を介してエクソン9のスキップが誘導された。一方、イントロン8のスプライシングは影響を受けなかった。Fox1はイントロン8に結合することで、イントロン9の前スプライソソームアーリー(E)複合体の形成を妨げた。変異解析の結果、Fox1のC-terminal領域がイントロン9のスプライシング抑制に関与していることがわかった。

Underwoodら(2005)は、マウス神経芽細胞腫細胞株の分化過程でFox1の発現が上昇することを発見した。マウスの筋芽細胞株が筋管に分化する際には、Fox1の発現が増加し、Fox2の発現が減少する。Fox1、Fox2ともに、下流のUGCAUG要素に結合することで、神経細胞特異的なエクソンのスプライシングを活性化することがわかった。

Ponthierら(2006)は、初期の赤血球前駆細胞の赤血球膜タンパク質4.1R(EPB41;130500)は、エクソン16がスキップされた転写産物に由来し、このアイソフォームはスペクトリン(SPTA1;182860参照)やアクチン(ACTG1;102560参照)との親和性が低いと述べている。対照的に、後期の赤芽球はエクソン16を含み、高親和性のアイソフォームを発現する。Ponthierら(2006)は、FOX1およびFOX2が、エクソン16の下流にあるUGCAUGスプライシングエンハンサーモチーフへの特異的な結合を介して、エクソン16のスプライシングを刺激し、4.1Rのプレ-mRNAミニジーンを形成することを発見した。

Voineaguら(2011)は、自閉症組織プロジェクトおよびハーバード大学の脳バンクで採取した自閉症患者19人と対照群17人の死後の脳組織サンプルを、イルミナ社のマイクロアレイを用いて解析した。各個人について、自閉症との関連が指摘されている3つの領域(上側頭回、前頭前野、小脳真皮)のプロファイリングを行った。Voineaguら(2011)は、遺伝子共発現ネットワーク解析により、自閉症の脳と健常者の脳ではトランスクリプトームの構成に一貫した違いがあることを示した。自閉症スペクトラム障害(ASD)の脳では、前頭葉と側頭葉を区別する遺伝子の発現パターンが顕著に減少しており、皮質のパターニングに異常があることが示唆されている。Voineaguら(2011)はさらに、自閉症に関連する共発現遺伝子の個別のモジュールを同定した。すなわち、神経細胞特異的スプライシング因子A2BP1(別名FOX1)などの既知の自閉症感受性遺伝子に富む神経細胞モジュールと、免疫遺伝子やグリアマーカーに富むモジュールである。その結果、ハイスループットRNAシーケンサーを用いて、ASDの脳ではA2BP1依存性の代替エクソンのスプライシングが阻害されていることが明らかになった。さらに、Voineaguら(2011)は、公表されている自閉症ゲノムワイド関連研究(GWAS)のデータセットを用いて、神経細胞モジュールが遺伝的に関連するバリアントに富むことを示し、これらの遺伝子が自閉症に因果関係を持つことを独立して支持している。自閉症対照群間の発現量の差を示すトップモジュールは、神経細胞マーカーに非常に富むものでした。このグループのハブ(本研究ではM12と呼ぶ)は、M12メンバーの順位が最も高い遺伝子を表しており、A2BP1だけでなく、APBA2(602712)、SCAMP5(613766)、CNTNAP1(602346)、KLC2(611729)、CHRM1(118510)なども含まれていた。一方、免疫・グリアモジュールでは、自閉症GWASシグナルの濃縮は見られず、このプロセスが非遺伝的な病因であることが示された。Voineaguら(2011)は、彼らの結果がASDにおける収束的な分子異常の強力な証拠となり、この障害における神経細胞の機能障害の基礎的なメカニズムとして、転写およびスプライシングの異常が関与していると結論づけた。

Hamadaら(2016)は、初代培養マウス海馬神経細胞において、神経細胞核の優性アイソフォームであるRbfox1(アイソフォーム-1)をノックダウンすると、皮質形成時の神経細胞の移動遅延や位置異常が生じ、多くのノックダウン細胞が目的地に到達できないことを明らかにした。Rbfox1 isoform-1を欠損させた神経細胞の画像解析から、isoform-1が皮質神経細胞の移動の2つのステップを制御している可能性が示された。イソフォーム-1を欠損させた神経細胞の放射状移動をさらに詳しく調べたところ、前駆体の伸長は正常であったが、中心体を前進させたり、核を中心体側に移動させたりするヌクレオキネシスが欠損していた。大脳皮質の神経細胞を解析した結果、Rbfox1アイソフォーム-1を機能的に欠損させると、軸索と樹状突起のネットワーク形成に不具合が生じ、シナプスの結合性が損なわれることがわかった。また、マウス海馬のRbfox1 isoform-1欠損神経細胞を培養して樹状突起の形態を評価したところ、シナプス構造の形成に障害があり、その結果、シナプスの機能に障害があることが電気生理学的な解析で示された。

RAI1遺伝子と自閉症スペクトラム障害ASDとの関係

これまでの研究で、RBFOX1遺伝子の変異は自閉症や発達遅滞との関連が指摘されている。ある研究(Sebat et al., 2007)では、de novoCNVがこれまで認識されていたよりも有意に自閉症と同定されたことを明らかにした。

RAI1遺伝子とその他の疾患との関係

Bhallaら(2004年)は、16番染色体にt(14;16)とt(1;16)というde novoの転座を持つ2人の患者について報告したが、1人は主にてんかん、もう1人は精神遅滞という異常な表現型を示した。このマッピングは、患者から得られたメタフェース・スプレッドにブレイクポイントをまたぐクローンをFISHすることで確認された。著者らは、2つの転座の16p13.3のブレイクポイントが、1.7 Mbの広いゲノム領域を含むA2BP1遺伝子を破壊していることを発見した。Bhallaら(2004)は、A2BP1遺伝子の破壊が、2人の患者の異常な表現型の原因であると提案しました。SSCPでスクリーニングした96名の散発性てんかん患者と96名の女性精神遅滞患者において、A2BP1遺伝子には変異が見られなかったことから、A2BP1遺伝子の破壊は散発性てんかんや精神遅滞の一般的な原因ではないことが示唆されました。

Martinら(2007年)は、精神遅滞、発作、筋緊張低下、不整脈、軽度の顔面異形、肝酵素の変動、および自閉症の特徴を有する女児を報告しました。細胞遺伝学的解析とFISH解析により、15番と16番のde novo転座と16番染色体の160kb欠失が確認されました。QT-PCR法により、160kbの欠失が確認され、A2BP1遺伝子の5プライムプロモーター領域のエクソン1が欠損しており、患者のリンパ球ではmRNAの発現が低下していた。この欠失は父方の染色体にも存在していた。さらに88名の自閉症患者において、A2BP1遺伝子の病原性異常は確認されなかった。

この記事の著者:仲田洋美(医師)

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