先天性心疾患の背景にある新たな仕組みを解明(Researchers uncover hidden mechanism behind congenital heart disease)

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2026-08-05 コペンハーゲン大学(UCPH)

コペンハーゲン大学などの研究チームは、先天性心疾患の新たな発症メカニズムを解明した。研究では、心臓形成に重要な転写因子 TBX5 の量がわずかに減少するだけで、遺伝子配列そのものではなくDNAの三次元構造(クロマチン構造)が大きく乱れ、心臓の発生に必要な遺伝子ネットワーク全体の働きが損なわれることを明らかにした。正常な遺伝子コピーが1つ残っていても、DNAの折り畳み構造が変化することで遺伝子発現が広範囲に影響を受け、先天性心疾患を引き起こすことが示された。この成果は、遺伝子変異が直接機能を失わせるだけでなく、ゲノムの立体構造異常が疾患の根本原因となることを示す重要な発見であり、先天性心疾患のみならず他の発生異常や遺伝性疾患の理解にも新たな視点を提供する。将来的には、DNAの立体構造や遺伝子発現ネットワークを標的とした新しい診断法・治療法の開発につながる可能性がある。

先天性心疾患の背景にある新たな仕組みを解明(Researchers uncover hidden mechanism behind congenital heart disease)
“The mechanism provides a unifying explanation for diseases that we have previously struggled to understand,” explains Søren Tvorup Christensen, Professor of cell biology and one of the authors of a new paper detailing the mechanism. Illustration: University of Copenhagen

<関連情報>

TAK1は、非典型的なTGFB/BMPシグナル伝達において一次繊毛で働き、心臓発生を制御する TAK1 operates at the primary cilium in non-canonical TGFB/BMP signaling to control heart development

Canan Doganli,Oskar Kaaber Thomsen,Daniel A. Baird,Yeasmeen Ali,Menachem V. K. Sarusie,Enrique Audain,Line Jeanett Jessen,Pauline Munck Truelsen,Johanne Bay Mogensen,Maria Schrøder Holm,Kateřina Apolínová,Lorenzo Buttò,Maria Diamanti, [ … ],Lars Allan Larsen
PLOS Biology  Published: August 4, 2026
DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003902

Abstract

Pathogenic variants in the genes encoding the non-canonical TGFB signaling components TAK1 (MAP3K7), TAB2 and PKA-Cα (PRKACA) cause rare multisystem disorders, which may include congenital heart disease (CHD). To investigate the role of TAK1 signaling in CHD, we performed genetic analysis of CHD patients and discovered an increased burden of rare TAB2 and TAK1 variants in patients with extracardiac abnormalities. To address the mechanism of TAK1 in heart development, we performed experiments in cell and animal models. Zebrafish tak1 and tab2 mutants presented with cardiac and extracardiac developmental defects, and tak1 mutant hearts showed downregulation of genes encoding core cardiac transcription factors, sarcomeric proteins and extracellular matrix proteins. In vitro experiments indicated that TAK1 via TAB2 and PKA-Cα is activated at the primary cilium during cardiomyogenesis; activation at this site is enhanced by TGFB/BMP ligands. Inactivation of TAK1 inhibited ciliary signaling and cardiomyocyte differentiation, and patient-derived TAK1 variants reduced its ciliary localization. In conclusion, our data establish a pivotal role for TAK1 and its upstream regulators at the primary cilium in heart development and syndromic CHD.

細胞遺伝子工学
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