遺伝病の重症さを決める遺伝因子の存在を解明 12年にわたる観察による成果

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2026-05-28 医薬基盤・健康・栄養研究所

大阪大学などの研究グループは、遺伝性難病「網膜色素変性症」において、病気の重症度を左右する二種類の遺伝修飾因子の存在を、12年にわたるゼブラフィッシュモデルの解析で実証した。研究では、原因遺伝子近傍に存在するcis修飾因子が病因遺伝子の発現量を低下させ症状を軽減する一方、離れた位置にあるtrans修飾因子が軽症化を再び重症化させることを発見した。同一の遺伝病でcis・trans双方の修飾因子を確認したのは世界初という。従来、同じ遺伝子変異を持っていても患者ごとに重症度が異なる理由は推測段階にとどまっていたが、本研究により遺伝的背景が実際に病態を調節することが示された。今後、網膜色素変性症をはじめ多因子性の遺伝病において、重症度予測や症状制御、新規治療法開発への応用が期待される。

遺伝病の重症さを決める遺伝因子の存在を解明 12年にわたる観察による成果
図:病気の原因遺伝子とは別に症状を変える遺伝因子がある

<関連情報>

シス調節因子とトランス調節因子は、網膜色素変性症の表現型の多様性を独立して形成する Cis– and Trans-Regulatory Factors Independently Shape Phenotypic Heterogeneity of Retinitis Pigmentosa

Cong Cui, Kotone Nakagawa, Takumi Tateno, Ayaka Dan, Dexin Meng, Yoshihiro Omori, Soma Tomihara, Suzuri Okamoto, Shigeru Sato, Motokazu Tsujikawa
Advanced Science  Published: 10 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202520828

ABSTRACT

Retinitis pigmentosa (RP) is a group of retinal inherited diseases characterized by substantial clinical heterogeneity, even among individuals carrying the same pathogenic mutation. In this study, we identified two distinct genetic mechanisms influencing RP severity using a transgenic zebrafish model expressing the human rhodopsin S334X mutation. The first mechanism is tightly linked to RP onset and results in a benign phenotype. Whole-genome sequencing revealed a 3-base-pair insertion upstream of the transgene, specific to the benign line, acting as a cis-regulatory variant that suppresses transgene expression, as validated by RT-qPCR, Western blot and luciferase assays. The second mechanism operates independently of RP onset and modifies the benign phenotype toward a more severe presentation. This segregation was observed in approximately half of the offspring derived from specific individuals within the S334X-benign line, consistent with a Mendelian ratio, suggesting a dominant trans-acting factor. Together, these findings provide the first in vivo evidence that both cis– and trans-regulatory elements independently and cooperatively modulate RP phenotypes within a shared genetic background. They clearly establish the existence of genetic modifiers as key contributors to disease variability, offering new directions for personalized RP management.

細胞遺伝子工学
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