カルシウム腎結石のリスクを高める遺伝的変異：家族ベースの研究

背景：

カルシウム腎結石の形成には根本的な遺伝的要素があり、遺伝率は約 50% と推定されています。 ほとんどの結石形成因子では、遺伝的感受性は多遺伝子性であり、複数の影響の小さい遺伝子変異が共遺伝しています。 ゲノムワイド関連研究により、結石形成に関連する 31 個の遺伝子における共通の多型が特定されました。 他の複雑な多遺伝子性疾患と同様、これらは遺伝的感受性を完全には説明できません。 まれな/低頻度の亜種も寄与する可能性があります。

この小規模な観察研究では、結石のリスクが明らかな常染色体優性遺伝を示した 4 つのカルシウム結石形成家族のメンバーから DNA が分析されました。 この発見は、以前の調査で得られた生化学データに関連していた。

主な目的: 結石形成に関連する希少な遺伝子変異体を特定すること。

第 2 の目的: 1998 年から 2000 年に記録された結石の生化学的危険因子と変異体の関連性を調べること。

研究参加者 1998年から2000年にかけて、カルシウム結石を生じた第一親等血縁者が少なくとも3人いる14家族が、結石形成に関連する5つの遺伝子の分離を調べる研究に参加した。 彼らは生化学的調査を行い、超小型衛星を使用して DNA を分析しました。 結果は陰性でした。 そのうち 4 つの家系では、結石には明らかな常染色体ドメインの遺伝が見られました。 彼らのメンバーのうち 47 人が新しい研究に採用されました。

方法 保存された凍結血液から抽出された DNA は、結石形成者 10 名（3 家族からそれぞれ 3 名、4 番目家族から 1 名）と、尿中クエン酸塩の排泄が低かった 1 つの血族からの 3 名から全エクソーム シーケンス（WES）によって分析されました。結石の危険因子。 まず、結石、中間形質、腎機能に関連すると報告されている 367 個の候補遺伝子のパネルに対して配列データを相互参照しました。 腎結石症は比較的一般的な症状であるため、マイナー アレル頻度は 2% 以下 (MAF≤0.02) まれで低頻度のバリアントを保持するために適用されました。 次に、WES を受けた各家系内の 3 つの結石形成因子すべてに存在する、ゲノム全体の他のすべての変異体を分析しました。 この非常に大規模なデータセットに積極的なフィルタリングを適用しました。 結石に対する各変異の関連性は、DISEASE データベースと広範な文献レビューを使用して検討され、重要であると考えられるものが優先されました。 各家系で選択された変異と結石との関連を調べるために、すべての家族参加者からの DNA をカスパー分析することにより、家系全体でそれらを追跡しました。 [1] 結果概要

1 病原性があり、尿路結石症に関連する可能性があるとコンピュータで予測された合計 20 の稀な変異体 (多型) が結石形成体で同定されました。 9 つの変異体の追跡研究では、結石の分離が不十分であることが示され、結石の形成における役割に反対する (ただし除外するわけではない) と主張しています。

2. バリエーションのクラッチは各家族によって異なりました。 3. 驚くべきことに、結石の主な原因と考えられている遺伝子には変異は存在しなかった。 それらのほとんどは、世界中の臨床医や科学者にとって馴染みのないものです。

4. 優先順位を付けた変異の重要性の可能性を評価するために、関連遺伝子に研究関心を持つ世界中の少数のグループからアドバイスを得ました。 パリ、リール、英国 (オックスフォード、ケンブリッジ、シェフィールド) の研究者は、これを助けるために予備的な機能分析を行いました。 しかし、誰もそれ以上のことを行う能力を持っていませんでした。

5. エクソーム配列から、細胞膜カルシウムチャネルを不活化するタンパク質の遺伝子である TCAF2* の病原性変異体として 1 つの変異体が報告されました。 このバリアントは最終的に、不活性な偽遺伝子内にあり、重要ではないことが証明されました。

6 私たちの研究の時点では、ミトコンドリアの Mg-ATP トランスポーター SLC25A25* の 1 つの変異体 (結石形成者ではこれまで同定されていなかった) が、結石を持つイタリアの大家族で発見されました。 [1] 7. SLC25A25 および MEPE* 変異体を持つ結石形成者はリン酸尿症を患っていました。 8. 調査した家族にはクエン酸塩排泄量の低下に関連する稀な変異はありませんでした。

結論 i) 広範囲の遺伝子の変異が結石形成に寄与している可能性がある。これらは、私たちがこれまで出会ったことのない遺伝子で発生します。 ii) 潜在的に重要な変異体を調査するにはさらなる実験室研究が不可欠であるが、関与する遺伝子を調査する世界中の能力が限られているため、これはほとんど達成できない。 iii) エクソームスクリーニングから報告される結果には誤りがあり、偽遺伝子はエラーの原因の 1 つです。 iv) 世界中で同様の研究を行っている研究室間で発見を共有することが重要です。

* TCAF2 TRPM8 チャネル関連因子 2; SLC25A25 溶質キャリアファミリー 25 メンバー 25; MEPE マトリックスの細胞外リン糖タンパク質。

[1] Jabalameli MR、Fitzpatrick FM、Colombo R 他。 エクソーム配列決定により、腎臓結石のある 2 つの家系におけるミトコンドリア ATP-Mg/Pi キャリア SLC25A25 の疾患バリアントが特定されました。 Mol Genet Genomic Med。 2021 12 月;9(12):e1749。 土井: 10.1002/mgg3.1749。