本文
Cantú症候群（MIM 239850）は、先天性多毛症、新生児巨大症、明瞭な骨軟骨異形成、心肥大が特徴の、まれだが認識できる疾患である。 多毛症は、頭皮の毛が濃くなり、それが額にも及び、体毛が全体的に増加する。 さらに、大頭症や、広い鼻梁、上瞼ひだ、広い口、豊かな唇などの粗い顔貌は、貯蔵障害を示唆することがあります。1-3 Cantú症候群の患者の約半数は、出生時に巨体で浮腫状ですが、小児期には通常皮下脂肪が少なく筋肉質の外見となります3。 最近の10人のレビューで報告された骨格の変化は軽度でしたが3、肥厚した頸椎、狭い胸郭、広い肋骨、扁平または卵形の椎体、尾骨、骨減少、髄管拡大、長骨の骨幹部拡大が以前に報告されています1、4。運動発達は通常低血圧のため遅れ、ほとんどの人に軽い言語障害があり、ごく一部に学習障害や知的障害がみられます。 特に、動脈管開存症、心室肥大、肺高血圧症、心嚢液貯留などの心臓の症状は、約80%の症例に認められます1,3
30年前にCantú症候群が異なる臨床的実体として同定したにもかかわらず、その根本的な遺伝原因はこれまで特定されていません5。 当初は、2人の兄弟姉妹が罹患していることや、他の家族の血縁関係から常染色体劣性遺伝が示唆されましたが、ロバートソンらは分離解析により、カントゥー症候群は優性遺伝である可能性が高いことを示しました4）。 また、文献にある37例のCantú症候群のうち、大多数は単発症例であり、2例の親子感染が知られていることから、常染色体優性遺伝のパターンが示唆されています1。-12 Cantú症候群と表現型が似ている2人の遠位1p36欠失と4q26q27重複を除いて、Cantú症候群と臨床診断された人に遺伝的原因を特定できるような染色体異常の再発は報告されていない3，7，8
Cantú症候群の基礎となる遺伝的原因を特定するために、我々は14人（うち単純性例7、家族性例7）のコホートについて研究した。 家族例は2人の姉妹とその母親（個人2a，2b，2c），父娘ペア（個人8a，8b），兄弟ペア（個人9a，9b）である。 4家族では、両親は血縁関係にあった（個人1、5、8b、9a、9b）。 これらの個体の臨床的な詳細は、表1、図1A、図S1AおよびS1B（オンラインで入手可能）に示されている。 Cantúらによって最初に概説された表現型に最も似ているものとして、コホートから4人のexome配列が決定された個人が選ばれた5
Mutations in ABCC9 Cause Cantú Syndorme
(A) exome sequencingまたはSanger sequencingで同定したABCC9変異を有するCantú症候群患者のポートレート写真です。 広い鼻梁，短い鼻，長い鼻柱，広い口，豊かな唇を含む粗い顔貌に注意。
(B) 患児とその両親のエクソーム配列決定により同定されたde novo ABCC9変異 g.21995261G>A (c.3460C>T; p. Arg1154Trp)。 上図は子供（1歳）の次世代シーケンサーのリード、下図は父親（中央）と母親（下）のリード。 点変異（g.21995261G>A；c.3460C>T）は赤い矢印で示されている。
(D) SUR2の概略図。Cantú症候群を引き起こす変異は矢印で示されている。 略号は
(E) 複数の生物種（ヒト，マウス，イヌ，ニワトリ，ゼブラフィッシュ）における変異のホットスポットp.Arg1154のアミノ酸保存性；保存性の高いアルギニンは赤で描かれている。
Table 1
Cantú Syndromeの表現型
| 臨床的特徴 | 感染者 | |||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2a | 2b | 2c | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8a | 8b | 9a | 9b | 10 | |||||||||||||||||
| Gender | M | f | f | m | f | m | f | f | m | f | f | f | f | m | f | F | M | |||||||||||||
| 変異体（cDNA） | 3460C>T | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3460C>T | 3460c>t | 3128g>a | 3461g>t | 1433c>t | 1433c>t | – | – | |||||||||||||||||
| 変異体（タンパク質） | Arg1154Trp | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Trp | Cys1043Tyr | Arg1154Gln | Ala478Val | Ala478Val | – | – | ||||||||||||||||||||
| Inherited | de novo | inherited | de novo | de novo | de novo | de novo | de novo | inherited | ||||||||||||||||||||||
| Consanguinity | + | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | + | – | – | – | + | + | + | – |
| 評価時の年齢 | 4 m | 10 年 | 39 年 | 21 年 | 3.5 m | 4.5 yrs | 9.8年 | 4 m | 32 yrs | 6 yrs | 3 m | |||||||||||||||||||
| Alive | – の場合 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | ||||||||||||||||
| 先天性多毛症 | + | + | ++ | + | + | + | ||||||||||||||||||||||||
| 出生時巨視症 | + | – | + | + | – | + | – | + | – | + | + | – | – | + | ||||||||||||||||
| 巨頭症 | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||
| ID∗ and/or 発達遅延 | -… | – | – | – | + | – | + | – | – | + | – | + | + | |||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||
| 上窩ヒダ | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | |||||||||||||||||
| 豊富なまつ毛および/またはカールしたまつ毛 | + | + | + | + | – | + | + | + | + | – | + | + | ||||||||||||||||||
| 鼻梁が広い、または平坦 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||
| 小鼻および/または前方転倒した鼻 鼻孔 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | ・・・ | + | ・・・ | ・・・・ | + | + | ・・・・・・・ | ・ | – | – | – | + | |||||||||
| 口元が目立つ、または厚い | + | ++ | + | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||
| Long philtrum | Long philtrum7771 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||||||||||
| 口蓋が高い、または狭い | + | + | + | -> | + | + | + | – | – | – | + | + | + | – | ||||||||||||||||
| マクログロス | + | + | + | – | + | – | – | + | – | |||||||||||||||||||||
| Anterior open bite | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | |||||||||||||||||
| 歯肉過形成 | + | + | + | -の場合。 | + | + | – | – | + | – | – | – | ||||||||||||||||||
| ショートネック | – | – | + | + | – | + | + | + | – | – | + | + | ||||||||||||||||||
| 構造的心異常 | + | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | |||||||||||||||||
| 肺高血圧症 | + | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | ||||||||||||||||||
| 心嚢液 | – | + | – | + | – | – | – | – | – | |||||||||||||||||||||
| Cardiomegaly | – | + | + | + | + | + | – | – | + | – | + | + | ||||||||||||||||||
| 肥大型心筋症および/または拡張型心筋症 | + | + | – | – | – | – | – | – | + | + | ||||||||||||||||||||
| 全身の骨減少 | – | – | – | – | – | + | – | + | + | + | ||||||||||||||||||||
| 厚いカルバリウム | + | + | – | – | + | – | – | + | + | |||||||||||||||||||||
| 骨年齢遅延 | + | – | – | + | – | + | + | |||||||||||||||||||||||
| トルコ鞍の肥大。 垂直頭蓋底 | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | + | + | ||||||||||||||||||
| 狭い肩 | – | – | – | – | – | – | + | + | ||||||||||||||||||||||
| 狭い胸部 | – | – | + | – | + | – | – | – | + | – | + | + | + | |||||||||||||||||
| ブロードリブ | – | + | – | + | + | + | – | – | ||||||||||||||||||||||
| 椎体終板不整脈 | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | + | + | – | ||||||||||||||||
| プラチスポンディリー | + | – | + | – | – | + | – | |||||||||||||||||||||||
| 卵形椎体 | + | – | – | – | – | -の場合 | + | – | – | + | ||||||||||||||||||||
| 坐骨と恥骨の低形成 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | |||||||||||||||||
| 狭い鈍頭孔 | – | + | – | – | – | – | – | |||||||||||||||||||||||
| エレンメイヤーフラスコ-。長い骨のように | + | + | + | – | – | + | – | + | + | + | – | |||||||||||||||||||
| Bilateral coxa valga | – | + | – | + | – | – | + | – | ||||||||||||||||||||||
| Metaphyseal Flare with enl. medul.ca.を持つ。∗ | + | + | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + | – | |||||||||||||||||
| 骨幹横帯 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | ||||||||||||||||
| その他の特徴 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 軸遠指骨低形成 | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | ||||||||||||||||||||
| Short, 広い第一趾 | + | – | – | + | + | + | + | |||||||||||||||||||||||
| 臍帯ヘルニア | + | – | – | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | |||||||||||||||
| 幽門狭窄症 | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | |||||||||||||||||
| 免疫不全 | – | – | – | – | + | – | – | + | – | + | + | – | ||||||||||||||||||
| しわやたるみのある肌 | + | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – | |||||||||||||||||
| Deep Palmar creases | + | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – | |||||||||||||||||
| 指パッド | + | – | – | – | + | + | – | – | – | – | – | – | ||||||||||||||||||
| Hyperextensibility interphalangeal joint | + | – | + | – | – | + | + | – | + | – | + | – | – | |||||||||||||||||
| Pectus carinatum | + | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | ||||||||||||||||||
| 性器異常 | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | |||||||||||||||||
| 側弯症 | + | + | – | – | – | – | – | – | – | |||||||||||||||||||||
| リンパ浮腫 | -… | + | + | + | – | + | – | – | – | – | + | + | + | – | ||||||||||||||||
| 上部消化管出血傾向の増加 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||||||||||||||||||
| 腎臓の異常 | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | ||||||||||||||||||
| 既出 | yes1 | yes 1 | yes12 | |||||||||||||||||||||||||||
RefSeq accession number NM_020297.2は変異の命名に使用された。 利用できないフィーチャーは空白とした。 Engelsら2002.12
より引用 ＊略号：enl.medul. ca, enlarged medullary canal; F, female; GI = gastrointestinal; ID, intellectual disability; m, months; M, male; yrs, years.
最初に、SOLiD v4シーケンス装置とアジレントのSureSelect v1 (38 Mb) exome-enrichment kitを使って3人からのデータに対してexome-sequencing手法を適用しました。 検出されたバリアントは、以前に説明したように優先順位をつけた（表S1）13,14。1つの遺伝子（RP1L1 ）だけが3人全員にバリアントを保有していたが、これらはサンガー配列決定では確認されなかった。 そこで、単発症例（1人目）とその両親について、追加でエクソームシーケンスを行った（表S2）。 デノボ解析（Vissersら15に記載）の結果、15個の候補遺伝子にデノボ変異の可能性があった（図1B、1Cおよび表S2）。 すべての15個の候補のサンガー配列決定による系統的検証の結果、ABCC9の変異（c.3460C>T）だけが患児で有効であることが示された。さらに、これら15個の候補遺伝子のうち、私的な非同義変異はABCC9（MIM 601439）においてのみ、最初に配列決定した3人のうち2人（3人と4人、c.3461G>A）において同定することができた。 3番目の個体（2a、c.3460C>T）のエクソームシーケンスデータを目視したところ、ABCC9にさらに変異がある可能性が、非常に低い配列範囲で同定された。 5506>
カントゥー症候群の10人の残りのコホートでは、サンガー配列決定によってABCC9にさらに5つのミスセンス変異が見つかった（NM_020297.2; 表S3）。 このように，合計で11/14例がABCC9の変異を有していた。 興味深いことに、8つの変異は、ABCC9によってコードされるタンパク質であるスルホニル尿素受容体（SUR2）の第2のタイプ1膜貫通領域（TMD2：膜貫通ドメイン2）に影響を与えるエクソン27のArg1154残基を冒す変異ホットスポットで発生した（図1D）。 他のすべての変異（c.3128G>A と c.1433C>T ）もTMD1またはTMD2のいずれかに影響を及ぼしていた。 1つの変異（8aとbの個体で見つかった変異）を除くすべての変異は、複数のin silico予測プログラムによって、おそらく損傷する、または損傷すると予測された。 塩基対の保存性（phyloPで測定）は比較的高く、Arg1154残基はゼブラフィッシュまで保存されていた（図1E）。 重要なことは、6つの単純症例すべてにおいて、変異はde novoで起こったということである（図S1）。 さらに、いずれの変異も一般に公開されている5,000以上のエクソーム（Exome Variant Server, NHLBI Exome Sequencing Project , Seattle）のいずれでも確認されていない。 すべての手順は、人体実験に関する責任ある委員会（機関および国）の倫理基準に従ったものであり、適切なインフォームドコンセントが得られている。
ABCC9は、CFTR/MDR（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator and multidrug resistance protein）ファミリーとしても知られるATP-binding cassette subfamily Cのメンバーで、チャネル制御因子SUR2がコードされている。 は、TMD1、TMD2、N末端ドメイン（TMD0）、ウォーカーAおよびウォーカーBヌクレオチド結合モチーフとその他の保存配列からなる2つのヌクレオチド結合フォールド（NBF1、NBF2）を含んでいます。16,17 SUR2はKirチャネルファミリーのメンバーとともに、4つのSUR2サブユニットと4つの孔形成KirサブユニットからなるATP感受性カリウムチャネル（KATPチャネル）を形成する17。ABCC9の末端エキソンのRNA代替スプライシングにより、2種類のSUR2アイソフォームが生成される。 興味深いことに、Kir6.1 (KCNJ8 ) と SUR2 の遺伝子は、染色体 12p12.1 上の遺伝子クラスターに位置しており、遺伝子レベルでの共 同制御が示唆されている19 。 第12染色体クラスターにコードされたKATPチャネルが主に心臓、骨格筋、平滑筋で機能するのに対し、第11染色体クラスターにコードされたKATPチャネルは神経内分泌系で優位な役割を示し、これらの遺伝子の変異は高インスリン性低血糖と新生児糖尿病を引き起こす可能性がある18。
KATP チャネルは細胞内の ADP/ATP 比の変化に応答して開閉し、それによって細胞の代謝状態と膜電位を結びつけています17,18,21。 KATPチャネルの活性を阻害すると、膜の脱分極が起こり、それによって電位依存性Ca2+チャネルが活性化し、Ca2+の流入と細胞内の上昇をもたらす19
カルシウムの取り扱いの正しい維持は、心臓の正常機能にとって必須であり、筋細胞カルシウムのホメオスターシス不全は拡張型心筋症（CMD10）の病原性に関与しているとされた。22-24 Sur2-/-マウスではKATPチャネルの活性が基本的になく、これらの動物は高血圧、冠動脈の血管攣縮、心臓突然死を示す。
これまでに、SUR2AのC末端をコードするABCC9のエクソン38に変異があり、特発性のCMD10となった2人が報告されている。 興味深いことに、CMD10で報告されている変異は、高い心筋発現を示すアイソフォームSUR2Aでのみ転写されるエクソンに影響を与えるのに対し、この変異は血管平滑筋に主に発現するアイソフォームSUR2Bには影響を与えない。 ABCC9に変異があるカントゥー症候群の患者は、変異が検出されなかった患者と同様に臨床的に重篤な症状を呈している。
注目すべきは、2006年にGrangeらが、カントゥー症候群の患者とKATPチャネル開口薬であるミノキシジルで治療した患者で表現型が重複することを指摘したことである1,26。この薬は、高血圧や脱毛の治療に使用されており、治療した患者は同様に体毛パターンと心嚢液の増加を示した27。 ミノキシジルの他の報告された効果には、平滑筋細胞におけるエラスチン発現の増加および浮腫が含まれる28。ミノキシジルは、KATPチャネルアゴニストとして作用してカリウムの透過性を高め、細胞質の減少およびそれに続く平滑筋弛緩をもたらす29,30 この血管抵抗の減少および高い心拍出量は、心筋量の増加をもたらすと思われる。 ミノキシジル治療の効果とカントゥー症候群の効果は臨床的に重なるため、KATPチャネルを開く根本的なメカニズムは同じであると推測される。
我々の個体には欠失やタンパク質切断変異はなく、DECIPHER (Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources) で報告された139、262714、263616、255953の4人の表現形はそれぞれ重複欠失と重複変異があり、Cantú症候群には似ていないことがわかった。 これらの結果は、Cantú 症候群の基礎的なメカニズムとして活性化突然変異の役割を支持するものである。 Cantú症候群の原因変異が活性化変異であることの間接的な証明は、新生児糖尿病の一般的な原因であるABCC8（SUR1をコードする）に同定された相同変異から得られる31,32。 Babenkoらの著者らは、ABCC8変異の活性化効果を示し、そのうちの1つは、今回同定したホットスポットと相同なアミノ酸（Arg1154）に影響を及ぼしていた。31 彼らは、変異はKATPチャネルを過剰活性化し、変異受容体の刺激作用の増強は、ATP/ADP比が増えてもKATPチャネルを開いたままにするには十分だと結論づけた31。 興味深いことに、これらの患者の大半は、SUR1サブユニットに結合してATPとは無関係にチャネルの閉鎖を引き起こす薬剤であるスルフォニル尿素錠で治療を受けています31,33。 5506>
以上のことから、我々はCantú症候群の根本的な遺伝的原因であるABCC9の変異を特定し、この症候群を治療法の可能性があるカリウムチャネルパチーのリストに追加することを提案した
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